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跨学科实践活动 02 基于特定需求设计和制作简易供氧器
本实践活动与“氧气的性质、实验室制取氧气的试剂选择和装置搭建”知识内容紧密相连，主要
包含以下3个活动任务：任务一 了解需求；任务二 获取信息；任务三 设计制作。中考的命题也是围
绕这几个活动任务为命题情境，以化学学科知识如氧气的物理性质、化学性质、用途、实验室制氧
气、氧气的检验、验满等为命题落脚点。在选择题和填空题、探究题中均有所涉及。
1．项目学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等
设计并制作简易供氧器，如图，其中试剂A是过碳酸钠，遇水会分解出HO ，试剂B是一种黑色粉末状
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催化剂，下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是（ ）
A．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B．输出的氧气可作为高能燃料
C．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
2．化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正
确的是（ ）
A．制氧剂可能是氯酸钾和二氧化锰
B．加湿过滤仓中水的作用是吸收氧气
C．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连
D．要确保反应仓和加湿过滤仓的密封性良好
项目学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管
等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出HO ，药品B是一种黑色粉末
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状的催化剂。请根据以上信息回答第3和4题。
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3．下列与制作简易供氧器项目有关说法错误的是（ ）
A．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B．该仪器可以给鱼缸中的鱼供氧
C．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
D．输出的氧气可作为高能燃料
4．化学学习小组开展学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，简
易供氧器中的固体药剂是A和B，A是过碳酸钠（2NaCO•3HO ），它是一种白色固体，遇水会分解出
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HO，B是催化剂。下列说法不正确的是（ ）
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A．甲装置是反应仓，乙装置是洗气仓
B．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素
C．乙中的水有除杂、降温的作用
D．供氧器中的固体B一定是二氧化锰固体
5．化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正
确的是（ ）
A．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故
B．制氧剂只能是过氧化氢溶液和二氧化锰
C．加湿过滤仓中水的作用是控制反应速率
D．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连
6．化学学习小组开展学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作四套简易供氧器
如图所示。各装置中右侧瓶中所装液体为水，分别向三套装置的左侧瓶中加入制氧药品。下列有关说法
错误的是（ ）
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A．装置中不合理的是乙
B．装置丙可根据需要调节氧气流量
C．各装置中右侧瓶类似于排水集气装置
D．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素
7．化学学习小组开展学科实践活动制作简易供氧器，简易供氧器中的固体药剂是 A和B，A是过碳酸钠
（2NaCO•3HO ），它是一种白色固体，遇水会分解出 HO ，B 是催化剂。下列说法不正确的是
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（ ）
A．甲装置是反应仓，乙装置是洗气仓
B．供氧器中的固体B一定是二氧化锰固体
C．利用供氧器输氧，病人应从丙装置b端连接吸气
D．甲图注射器中的水可以控制反应速率，乙中的水有除杂、降温的作用
8．项目学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等
设计并制作简易供氧器。如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出HO ，药品B是一种黑色粉末状
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催化剂。下列说法错误的是（ ）
A．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B．输出的氧气可作为高能燃料
C．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
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D．注射器相当于分液漏斗
9．某兴趣小组设计出的简易供氧器如图，下列说法错误的是（ ）
A．反应仓的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰
B．加湿仓的目的是湿化氧气，减少对鼻腔的刺激
C．通过观察加湿仓排出气泡的量确定是否需要添加药品
D．该装置具有的优点是即用即反应、随停即可停
10．跨学科实践活动的开展对同学们提高核心素养水平具有重要意义。
【活动一】水质检测及自制净水器。小华用去底倒置的可乐瓶作为容器，制作简易净水器（如图1）。
（1）理论上，经过该净水器净化后的水，硬度会变 （填“大”或“小”）。
（2）在实验室，小华若要降低水的硬度，可以采取的方法是 。
【活动二】基于特定需求设计和制作简易供氧器。小华和同学经过市场调研发现，市面上有一种品牌的
制氧机工作原理如图2。该制氧机利用过碳酸钠（化学式为2NaCO•3HO，M为314）和二氧化锰产生氧
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气，制氧原理有两步反应，第一步反应的化学方程式为2NaCO•3HO＝2NaCO+3HO。
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（3）第二步反应的化学方程式为 。
（4）加湿仓中水的作用有 （填序号）。
A.判断氧气的产生速率
B.增加氧气的湿度
C.加快氧气的生成
（5）小华和同学欲用该制氧机制取12g氧气，则至少需要加入过碳酸钠的质量为 g。
11．同学们也可以像化学家一样认识和应用化学。
（1）观察生活：往澄清石灰水中吹气，石灰水变浑浊，说明呼出气体中含有 （填化学符
号）。
（2）观察实验：写出铁丝在氧气中燃烧的实验现象： ，反应表达式为
。
（3）学会分析：图1中在集气瓶底部盛放少量水的目的是 。把红热的铁丝伸
入盛有氧气的集气瓶时，应该由瓶口向下 （选填“缓慢”或“快速”）伸入。
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（4）学会应用：图2是某市售“简易供氧器”，初期生氧器中铁粉与氧气反应放出热量，从而使氯酸
钾和二氧化锰混合物的反应持续进行，反应表达式为 。
（5）学会反思：小辉用托盘天平称量7.5g氯化钠固体（1g以下用游码），老师帮他检查的时候发现
砝码和物体放反了则小辉这样称得的氯化钠实际质量为 g。
12．同学们查阅资料，了解“便携式制氧机”内部结构后（如图1所示），利用饮料瓶、注射器、吸管、
输液管等设计并制作了几套制氧装置（如图2所示）。
（1）通过阅读说明书，了解它的工作原理，判断下列说法错误的是 。
A.加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B.根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
C.输出的氧气可作为燃料，用于切割金属
D.夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
（2）同学们查阅资料知道，家用简易制氧机中的固体药剂是A剂和B剂，A剂是过碳酸钠，它是一种白
色固体，遇水会分解出过氧化氢，则B剂可能是 。制氧机可根据用途调节氧气流量，
你认为图2装置中更适合作家用制氧器的是 ，理由是 。
13．某兴趣小组对“家用简易供氧器”的供氧剂产生极大的兴趣，开展了如下探究：
查阅资料：过碳酸钠是一种白色粉末固体，遇水后分解产生碳酸钠和过氧化氢。
任务一：“家用简易供氧器”供氧剂的选择
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（1）结合所学知识以及查阅资料，你认为过氧化氢溶液、高锰酸钾、过碳酸钠中哪种不适合作为“家
用简易供氧器”的供氧剂（如需要可提供二氧化锰）并说明理由 。
任务二：探究供氧剂产氧速率的影响因素
兴趣小组设计了如图装置完成实验。用相同的滴速滴入等体积的水后关闭分液漏斗的活塞。
（2）仪器a的名称为 。
（3）B装置中过氧化氢生成氧气的文字表达式是 。
（4）有的同学根据观察A、B装置中液体产生气泡的快慢来判断反应的快慢，除此之外，还可以根据
、 （填现象）判断反应的快慢。
（5）反应停止后，B装置中分液漏斗改滴过氧化氢溶液，装置中仍能较快产生氧气的原因是
。
任务三：供氧剂产氧速率的检测
兴趣小组利用如图C、D装置检测不同加水量对产氧速率的影响。
实验编号 加水量（mL） 2min时量筒的读数 前2min的平均产氧
（mL） 速率（mL/min）
① 20 150 a
② 50 155 b
③ 100 160 c
（6）为了完成实验，下列操作正确的是 （填字母）。
A．实验开始前将C装置橡皮管与D装置短管连接
B．待C装置中管口有连续均匀气泡冒出时，再将其与D装置连接
C．D装置中集气瓶一定要加满水
D．D装置中集气瓶无需加满水
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（7）正确操作后，测得实验结果如上表（从反应开始时计时），则a＝ 。
（8）前2min的平均产氧速率由a→b→c发生变化的原因可能是 。
14．实验探究是学习化学的重要方法。图一为实验室制取气体的常用装置，图二为某同学在跨学科实践活
动中设计的简易供氧器。
Ⅰ.根据图一回答下列问题：
（1）仪器甲的名称是 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，应选的发生装置是 （填字母），该装置还需改进的地方
是 ；请写出该反应的化学方程式： 。
（3）使用装置B时，液面应 （选填“低于”或“高于”）长颈漏斗下端。
（4）用装置C收集氧气时，导管应伸到 （选填“a”“b”或“c”）处。
Ⅱ.根据图二回答下列问题：
（5）若固体试剂甲为MnO，则应选择的液体试剂乙是 溶液。
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（6）加湿过滤仓中HO的作用有 （填字母）。
2
a.吸收杂质提纯O
2
b.观察O 产生的速率
2
c.加快O 的生成
2
d.保证供给O 的湿度需求
2
15．110中学某化学兴趣小组开展“基于特定需求和制作简易供氧器”的实践活动。同学们通过比较医疗
用品店的制氧剂，发现医用制氧剂是利用过碳酸钠（NaCO ）溶于水与水反应生成过氧化氢和另一种产
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物X，再加入二氧化锰迅速生成氧气，同学们做了如下研究；
【提出问题】过碳酸钠比双氧水更适用于医疗制氧气的原因；
【查阅资料】
①过氧化氢溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。
②过碳酸钠俗称固体双氧水，具有无毒、无污染、易储存、水溶性好等特点。
【设计实验】1.41g过碳酸钠四种加入足量水量后的制氧效果对比，记录并处理20min内数据。
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（1）请写出过氧化氢制氧气的符号表达式： 。
（2）通过图像可以看出，过碳酸钠制取氧气的效率与加水量的关系是： 。
（3）下列关于过碳酸钠制氧气说法正确的是 。
A．若加入更多的二氧化锰，可以增加生成氧气的量；
B．过碳酸钠与水反应的产物X中一定含有钠、碳元素；
C．若时间足够使过碳酸钠全部反应，四个加水量生成的气体体积应相等；
D．通过上述信息，过碳酸钠应密封保存并保持干燥。
化学小组的同学以1.41g过碳酸钠所生成过氧化氢的量为标准，记录并处理20min内数据，并进行多次
实验，得出结论：过氧化氢反应速度远大于过碳酸钠反应速度。
【得出结论】
（4）过碳酸钠更适合医疗制氧气的原因（至少两点） 。
【反思与评价】
（5）若在实验室中只能用过氧化氢制氧气模拟过碳酸钠制氧气的效果，则可将发生装置改装为下图中
的 。
A． B． C． D． E．
16．“天朗气清，惠风和畅”。清洁的氧气对人体健康有益，某学习小组开展了“基于特定需求设计和制
作简易供氧器”的实践活动。
【活动一】认识制氧机
如图为某品牌制氧机，该制氧机的制氧剂为二氧化锰和过碳酸钠（化学式为2NaCO•3HO ，白色固体，
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是过氧化氢与碳酸钠的加成化合物，遇水后能产生氧气）。
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（1）观察窗的作用是 。
（2）加湿仓的作用是 。
【活动二】探究制氧过程
（3）Ⅰ.反应原理探究
实验操作 现象 结论
向锥形瓶a中加入 分别加入100mL蒸馏 瓶中有少许气泡产 使用过碳酸钠制氧
1.5g过碳酸钠 水，观察；将一根带 生；带有火星的木条 气，需要加入二氧化
有火星的木条伸入锥 不复燃；瓶壁不发烫 锰固体；该反应是放
形瓶内，用手触摸锥 热反应
形瓶外壁
向锥形瓶b中加入 分别加入100mL蒸馏 瓶中迅速产生大量气
1.5g过碳酸钠和 水，观察；将一根带 泡；①
0.2g二氧化锰，混匀 有火星的木条伸入锥 。
形瓶内，用手触摸锥 ② 。
形瓶外壁
（4）小组的同学们向反应后的锥形瓶b中重复多次加入1.5g过碳酸钠，混匀后均又出现上述现象，反
应后将剩余固体过滤、洗净、干燥、称量，固体质量仍为0.2g，则MnO 在此反应中作 。
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Ⅱ.制氧剂的选择
小组的同学们想到过氧化氢溶液常温下也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢
于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。
【查阅资料】常温常压下产生150mL的氧气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1mL；以过碳酸钠为
制氧剂需要1.41g。
【实验方案】
（5）利用如图2装置设计如下实验并记录 0～20min量筒中水的体积。
锥形瓶中试剂 注射器中试剂
实验1 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液
实验2 1.41g过碳酸钠和0.2g mL
二氧化锰 水
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（6）实验1中反应的化学方程式 。
（7）结合图3中数据，制氧剂选择过碳酸钠的依据是 。
17．学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
活动一如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰
黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。
用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内的现象为黑色
粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
（1）反应仓中过氧化氢生成氧气，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.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成
（2）验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。
（3）图1反应仓中“O 通道”相当于图2装置中的 （选填“c”或“d”）。
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活动二制作简易的家用制氧机
（4）除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： （写一
条）。同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机（如图
3），其中C瓶的作用相当于图1中的 仓。
（5）氧气能从图3瓶C中逸出，是因为氧气 。
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