九年级化学上册跨学科实践活动1 制作简易供氧器（教学课件）

跨学科实践活动1制作简易供氧器九年级化学

上册·沪教版2024

1.进一步巩固对氧气性质和实验室制取氧气的原理与装置的认识。2.了解实现物质定量转化的方法。3.综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。活动目标任务引入氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。我们能不能利用生活中的材料和相关试剂，设计和制作一个简易供氧器呢?活动任务一、了解制氧机的工作原理市场上的制氧机主要有便携式制氧机和氧烛两类。便携式制氧机氧烛活动任务一、了解制氧机的工作原理便携式制氧机是一种常见的家用制氧设备。活动任务一、了解制氧机的工作原理氧烛主要应用于军事和医疗急救。

氧烛是一种能够在特定条件下通过燃烧产生氧气的化学装置，它的主要成分是氯酸钠（NaClO3），并含有适当的催化添加剂和成型剂等。当氧烛被点燃后，它能够持续燃烧并放出高纯度的氧气，这种放氧速度快且总放热量很小。一根氧烛大约可以供100个人呼吸1小时，主要用于医疗急救。活动任务一、了解制氧机的工作原理为了解制氧机的工作原理，请先在老师指导下，通过查阅资料和市场调查分析这两类制氧机的特点。制氧机类型使用的药品结构工作原理使用方法便携式制氧机氧烛空气压缩机、分子筛模块、出氧口利用分子筛吸附空气中的氮气等气体，得到较纯净的氧气只需开启电源，调节氧气流等即可氯酸钠等药柱、点火装置、集气结构点燃后，氯酸钠分解产生氧气点燃药柱，收集释放的氧气活动任务一、了解制氧机的工作原理便携式制氧机工作原理：分子筛原理分子筛工作原理主要分为两个部分：分子筛的吸附和解吸过程。在加压时，氮气被吸附，氧气则被收集起来，经过净化处理后成为医用氧气。活动任务一、了解制氧机的工作原理氧烛工作原理：氯酸盐高温分解释放氧气氧烛的工作原理基于氯酸盐高温分解释放氧气的化学反应。最常用的氯酸盐为氯酸钠。1.两类制氧机与实验室制氧气有何联系与区别？思考讨论联系：它们都是用来提供氧气的不同技术或方法。区别：它们的工作原理、使用场合、便携性以及操作的复杂性。①便携式制氧机和氧烛更侧重于在特定环境下的快速供氧能力，而实验室制氧气则侧重于通过化学反应在控制条件下产生氧气。②便携式制氧机和氧烛更适合于移动或无电源环境，而实验室制氧则多用于教育和科研环境。2.便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的？思考讨论(1)调节压缩和冷却过程：控制空气的压缩程度和冷却温度，从而影响空气液化的效率和速度，进而间接影响氧气的分离速率。(2)控制节流阀：通过调节节流阀的开度，改变液态空气的流量和压力，从而影响氧气的分离和产出速率。3.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。思考讨论使用效果安

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济耐用性能够提供稳定、连续的氧气供应，满足患者呼吸需求。配备有多种安全功能，如低氧浓度、低电量等自动警示功能。使用成本较低，不需要频繁更换氧气瓶，维护简单。设备设计紧凑，使用高质量的材料和组件，耐用性强。【便携式制氧机优点】3.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。思考讨论体积和重量电池续航相对于氧烛等设备，便携式制氧机的体积和重量较大，携带不如氧烛方便电池续航时间有限，需要定期充电或更换电池，可能在某些情况下影响使用【便携式制氧机缺点】3.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。思考讨论使用效果安

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济便携性能够通过燃烧产生氧气，适合紧急情况下的快速供氧反应相对稳定，只要正确使用，安全性较高成本相对较低体积小、重量轻，便于携带【氧烛优点】3.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。思考讨论使用效果安

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济耐用性氧气供应量有限，不适合长时间或大量氧气需求的情况使用过程中会产生热量，可能会对周围环境造成一定的安全隐患单次成本低，但不适合频繁或长期使用一次性使用设备，使用后即废弃，耐用性较低【氧烛缺点】4.氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾，分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量？金属粉末，如铁粉、镁粉、铝粉等。这些金属粉末在与氧化剂接触并点燃后，会释放出大量的热量。思考讨论活动任务二、设计并制作一款简易的供氧器如何设计一款简易的供氧器呢？类比实验室制取氧气的思路，小组讨论制作简易供氧器的思路？发生装置：试剂状态、反应条件确定反应原理选择发生装置过氧化氢分解制取氧气选择收集装置收集装置：气体的性质：密度、是否溶于水，是否与水反应等基于需求确定制备原理选择反应装置确定吸氧设备活动任务二、设计并制作一款简易的供氧器你会选择哪一种原理制作供氧器呢？小组讨论选择制氧原理时需考虑哪些因素呢？制氧剂文字表达式使用分析双氧水和二氧化锰制氧气加热高锰酸钾水在直流电的作用下分解过碳酸钠、水和二氧化锰反应条件加热，安全性不高反应条件是常温、产物环保，但见光易分解，不易储存和取用反应条件是通电，安全性不高存储的稳定性，过碳酸钠和二氧化锰混合物加入水中可迅速产生氧气。过氧化氢

水+氧气

高锰酸钾

→锰酸钾+二氧化锰+氧气加热水

→

氢气+氧气通电过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢过氧化氢

水+氧气

活动任务二、设计并制作一款简易的供氧器结合制氧机制作的实际工艺流程，利用身边的材料设计一款简易的供氧器，并在框中画出你设计的供氧器结构示意图。活动任务二、设计并制作一款简易的供氧器请你从制氧效果、装置外观、材料成本、使用便捷等方面，对各小组所设计的简易供氧器进行评价，把评价结果填入下表中，并写出相应的改进建议。活动任务二、设计并制作一款简易的供氧器表2-7简易供氧器装置的分析与评价组别评价维度制氧效果装置外观材料成本使用便捷小组1小组2······注：请用简洁的语言进行评价。氧气产生的速率稳定且满足需求美观、整洁使用材料的价格太贵操作步骤简单易懂所产生的氧气不纯，不符合预期不紧凑，占用空间大材料成本较低装置不易于携带和移动活动任务二、设计并制作一款简易的供氧器改进建议：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。优化催化剂的用量或种类，提高制氧效率和纯度。对装置进行合理布局，使其更规整寻找更经济实惠的替代材料。增加操作说明标识，使使用更清晰明了。增加提手或轮子，方便携带和移动。活动任务二、设计并制作一款简易的供氧器根据小组交流的结果，优化你的设计方案，动手制作一款简易家用供氧器，并参考右表的格式撰写一份使用说明书。装置介绍：__________________________________________________________________。结构与工作原理：___________________________________________________________。使用方式：_________________________________________________________________。使用注意事项：________________________。1.（2025·四川宜宾·中考真题）过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可产生H2O2，进而制得O2。实验小组利用此原理，自制简易供氧器(如图)制取O2。下列说法错误的是（

）A．使用前应检查装置气密性

B．I中的二氧化锰起催化作用C．Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度D．该装置不能控制产生O2的快慢D中考链接2．（2024·四川德阳·中考真题）化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。I．根据图1回答下列问题：(1)写出装置A中任意一种仪器的名称：

。铁架台/酒精灯/导气管/试管中考链接II．根据图2回答下列问题：(2)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是

（文字表达式）。中考链接过氧化氢

水+氧气

(3)加湿过滤仓中H2O的作用有