跨学科实践活动2　基于特定需求设计和制作简器

九年级

上册鲁教版初中化学本课件需用office2010及以上版本打开，如果您的电脑是office2007及以下版本，可能会出现不可编辑的文档，建议您安装WPS或office2010及以上版本。课件使用说明跨学科实践活动2基于特定需示设计和制作简器认识供氧器的工作原理1.近年来,制氧机需求某省市场上出现多种类型的制氧机。

(一)化学药剂制氧机:如图1是某品牌制氧机的工作原理示意

图。在反应仓中先加入水、粉末状过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O

2),然后再加入粉末状二氧化锰,即产生氧气。该制氧机的制

氧原理:(1)第一步:过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢第二步:

(写出相关反应的符号表

达式)(2)该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不直接选择过氧

化氢溶液的原因是

(填字母)。A.产物无污染B.制取成本更低C.储存和运输更方便(3)根据以上原理分析,向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶

液,自制制氧剂过碳酸钠。已知过碳酸钠的产率与反应H2O2

H2O+O2

C的关系如下表:围/

℃5~1010~1515~2020~25过碳酸钠的产率/%84.4985.7888.3883.01分析数据,制备过碳酸钠的最佳围是

℃。温

度过高,产率反而降低,从制备过碳酸钠原料的性质分析,产率

降低的原因可能是

。(二)“沸石分子筛”制氧机:以空气为原料,空气经过分子筛

时氮气被吸附,氧气通过,从而获得不同浓度的富氧空气。图2

为该制氧过程的示意图。15~20过氧化氢受热会分解(合理即可)

(4)图中“

”代表的是

(填“氮分子”或“氧分子”)。(5)分离过程的变化属于

(填“物理”或“化学”)变

化。氮分子物理(6)选择制作简器的反应原理时,不需要考虑的因素是

(填字母)。A.原料是否价廉B.所制气体的性质C.反应速率是否适中D.实验条件是否制B解析

(1)第一步反应产生了过氧化氢,第二步是过氧化氢在

二氧化锰的催化作用下分解生成氧气和水,反应的符号表达

式为H2O2

H2O+O2。(2)过氧化氢溶液为液体,自身容易分解,且不与运输;过碳酸钠是固体,便于储存与运输。

(4)空气中氮气含量大于氧气,分析图示可知,“

”代表氮分子。(5)分离过程没有生成新物质,属于物理变化。(6)选择制

作简器的反应原理时,需要考虑的因素是原料是否价

廉、装置是否安全可靠、实验条件是否制、反应

速率是否适中等,不需要考虑氧气具有哪些性质。

设计模型2.(2025重庆南开中学月考)小南设计了一款在缺氧环境或出

现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的自救呼吸器。其

设计思路如图1所示,自救呼吸器的结构如图2所示(其中箭头

方向表示气体流动方向)。下列说法错误的是

(

)

CA.呼吸作用属于缓慢氧化B.呼气时,单向阀A是打开的,单向阀B是闭合的C.外界氧气浓度会影响自救呼吸器的有效使用时间D.生氧装置的工作原理是生氧药品与人呼出气体中的H2O和

CO2反应产生O2解析由题图1和题图2可知,生氧装置的工作原理是生氧药

品与人呼出气体中的H2O和CO2反应产生O2,与外界氧气浓度

无关,因此外界氧气浓度不会影响自救呼吸器的有效使用时

间。3.兴趣小组制作了一台简“制氧机”,如图2所示,使用

白色固体过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2)作制氧剂,并加

入二氧化锰。

【操作及现象】在反应仓中加入适量水和上述物质后,反应

仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得,过滤仓底部导管口有气泡冒出。【评价】(1)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法:

。(2)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,从图1

中可选用的气体发生装置是

(填装置字母),该装置相

当于制氧机中的

(填“反应仓”或“过滤仓”)。将带火星的木条放在呼吸口,若木条复燃,则该气体是氧气

B反应仓(3)过滤仓中的水除了有过滤杂质、提纯氧气的作用外,还可

以起到的作用是

(填字母)。A.通过气泡观察氧气生成的速率B.降低氧气C.加快氧气的生成AB解析

(1)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,验证过滤

仓导出的气体是氧气的方法是将带火星的木条放在呼吸口,

若木条复燃,则该气体是氧气。(2)实验室用过碳酸钠、二氧

化锰、水制取氧气,该反应应选用固液常生装置B,该

装置相当于制氧机中的反应仓。

模型制作4.某项目学习小组想利用身边材料设计并制作一台家

用制氧机。【产品评价量表】产品等级优秀合格待改进指标一:产生氧气能能不能指标二:观察产氧速率能能不能指标三:随时可关停能不能不能【制氧机模型】

(1)图甲是项目小组设计的一代产品及操作步骤,加料盒上的a

和b刻度线是过碳酸钠的不同用量,目的是让产品实现冬、夏

两季的制氧速率基本相同。根据小组收集的资料分析,在水量相同时,冬季过碳酸钠在加料盒中用量的刻度线是

。(2)图乙是二代产品,先在瓶内隔板的右边加入适量水,再将过

碳酸钠和二氧化锰通过加料口加入,打开阀门K,用注射器将

水注入隔板的左边即可获得氧气。①二代产品中设置c管是为了实现评价量表中哪一项指标?

。b指标二②二代产品使用过程中关闭阀门K发现反应无法停止,如何改

进装置使其达到优秀标准?

。将装有二氧化锰的袋子用线挂起,既保证袋子下端能浸在液体中又不低于注射器导管下端(合理即可)解析

(1)低化学反应速率越慢,所以冬天要加较多的