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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
2 2
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
【答案】B
【解答】解：A、由于氧气不易溶于水，所以氧气可以通过乙瓶中的水，使氧气湿润，故选项说法正确；
B、氧气具有助燃性，没有可燃性，不能作高能燃料，故选项说法错误；
C、由于氧气不易溶于水，所以通过乙中的水可产生气泡，根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的
快慢，故选项说法正确；
D、夏天温度升高，氧气在水中溶解度变小，为保障鱼缸中的鱼正常呼吸可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，
故选项说法正确；
故选：B。
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（ ）
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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
【答案】D
【解答】解：A、由图示可知，制氧剂的反应物是固体与液体，反应不需要进行加热，则制氧剂不可能
是氯酸钾和二氧化锰，故选项说法错误。
B、加湿过滤仓中水的作用是对氧气进行加湿，根据加湿过滤仓水中气泡的多少，观察氧气的输出速率，
而不是吸收氧气，故选项说法错误。
C、图乙用作加湿过滤仓时，氧气的密度小于水，a管与病人相连，这样可以保证氧气经过水的加湿后
再被病人吸入，故选项说法错误。
D、要确保反应仓和加湿过滤仓的密封性良好，以防止装置漏气导致不能正常供氧，故选项说法正确。
故选：D。
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
2 2
状的催化剂。请根据以上信息回答第3和4题。
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
【答案】D
【解答】解：A、水可以除去氧气中的灰尘，同时带出水蒸气，乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，可
用来增加氧气的湿度，使氧气湿润，故选项说法正确。
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B、简易供氧器中的固体药剂是A和B，药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H O ，药品B是一种黑色
2 2
粉末状的催化剂，过氧化氢在催化剂的催化作用下生成水和氧气，则甲装置是反应仓，能产生氧气，该
仪器可以给鱼缸中的鱼供氧，故选项说法正确。
C、通过产生气泡的快慢，可以判断气体流速，根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，故选
项说法正确。
D、输出的氧气能支持燃烧，但不具有可燃性，不能作为高能燃料，故选项说法错误。
故选：D。
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
2 3 2 2
HO，B是催化剂。下列说法不正确的是（ ）
2 2
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
【答案】D
【解答】解：A、甲装置中过碳酸钠遇水会分解出H O ，过氧化氢释放氧气，是反应仓，乙装置是洗气
2 2
仓，故正确；
B、供氧器用于实际生活，设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素，故正确；
C、甲中可以通过控制水的流量，控制反应速率，乙中的水有除杂、降温的作用，故正确；
D、供氧器中的固体B是催化剂，不一定是二氧化锰固体，还可能是氧化铁等，故错误；
故选：D。
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
【答案】A
【解答】解：A、若输出氧气的管道堵塞，会导致装置内压强增大，可能引起爆炸，要防止输出氧气的
管道堵塞，避免引发安全事故，故选项说法正确。
B、制氧剂不一定只能是过氧化氢溶液和二氧化锰，其他能产生氧气的物质组合也可以，只要是反应物
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是固体与液体混合，反应条件是不需加热，故选项说法错误。
C、加湿过滤仓中水的作用是对氧气进行加湿，根据加湿过滤仓水中气泡的多少，观察氧气的输出速率，
而不是控制反应速率，故选项说法错误。
D、图乙用作加湿过滤仓时，氧气的密度小于水，a管与病人相连，这样可以保证氧气经过水的加湿后
再被病人吸入，故选项说法错误。
故选：A。
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（ ）
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
【答案】C
【解答】解：A、乙装置中，右侧瓶中导管在液面以下，反应生成的氧气无法导出，该装置不合理，故
A正确；
B、丙装置可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制氧气流量，故B正确；
C、右侧瓶能使氧气比较湿润，并没有排出右侧瓶中的水，不是排水法收集氧气，故C错误；
D、供氧器用于实际生活，设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素，故D正确；
故选：C。
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
2 3 2 2 2 2
（ ）
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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
【答案】B
【解答】解：A、简易供氧器中的固体药剂是A和B，A是过碳酸钠（2Na CO •3H O ），它是一种白
2 3 2 2
色固体，遇水会分解出H O ，B是催化剂，则甲装置是反应仓，乙装置盛放的是水，是洗气仓，故选
2 2
项说法正确。
B、供氧器中的固体B不一定是二氧化锰固体，也可能是氧化铜等固体，故选项说法错误。
C、利用供氧器输氧，病人应从丙装置b端连接吸气，人吸氧时能观察到瓶中有气泡，故选项说法正确。
D、甲图注射器可以控制水的滴加速率，可以控制反应速率，乙中的水有除杂、降温的作用，故选项说
法正确。
故选：B。
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
2 2
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
D．注射器相当于分液漏斗
【答案】B
【解答】解：A、乙瓶将氧气通入水中，氧气又从水中逸出，是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿
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润，选项说法正确，不符合题意；
B、氧气不具有可燃性，不能作高能燃料，选项说法错误，符合题意；
C、根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，可以据此控制生成氧气的速率，选项说法正确，
不符合题意；
D、注射器相当于分液漏斗，可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，选项说法正确，
不符合题意。
故选：B。
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
【答案】D
【解答】解：A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，则反应仓的药品可以是过氧化氢溶
液和二氧化锰，故选项说法正确。
B、加湿仓的目的是湿化氧气，减少对鼻腔的刺激，故选项说法正确。
C、通过观察加湿仓排出气泡的量，可以知道反应的速率，从而确定是否需要添加药品，故选项说法正
确。
D、该装置不能控制反应物的接触和分离，不能控制反应的发生和停止，故选项说法正确。
故选：D。
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
2 3 2 2
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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。
2 3 2 2 2 3 2 2
（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。
【答案】（1）小；
（2）蒸馏；
MnO
2
（3）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（4）AB；
（5）78.5。
【解答】解：（1）由图1可知，通过离子交换树脂后，水中的钙、镁离子含量降低，水的硬度降低，
即理论上，经过该净水器净化后的水，硬度会变小；故答案为：小；
（2）在实验室，小华若要降低水的硬度，可以采取的方法是蒸馏，因为蒸馏可以除去水中的所有杂质；
故答案为：蒸馏；
（3）第二步反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为 2H O
2 2
MnO MnO
2 2
¯ 2H 2 O+O 2 ↑；故答案为：2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑ ❑
（4）加湿仓中水的作用有判断氧气的产生速率、增加氧气的湿度，但不能加快氧气的生成；故答案为：
AB；
（5）设制取12g氧气需要过氧化氢的质量为x，则：
MnO
2
2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑
❑
68 32
x 12g
68 x
=
32 12g
x＝25.5g
设生成25.5g过氧化氢至少需要加入过碳酸钠的质量为y，则：
2Na CO •3H O ＝2Na CO +3H O
2 3 2 2 2 3 2 2
314 102
y 25.5g
314 y
=
102 25.5g
y＝78.5g
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故答案为：78.5。
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。
（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。
【答案】（1）CO ；
2
点燃 点燃
（2）剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，放出大量的热；铁+氧气
→
四氧化三铁或Fe+O
2→
Fe O ；
3 4
（3）防止高温生成物溅落，炸裂瓶底；缓慢；
二氧化锰 MnO
2
（4）氯酸钾 → 氯化钾+氧气或KClO → KCl+O ；
3 2
加热 △
（5）6.5。
【解答】解：（1）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，往澄清石灰水中吹气，石灰水变浑
浊，说明呼出气体中含有二氧化碳，其化学式为CO ；故答案为：CO ；
2 2
（2）铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，放出大量的热；在点燃的条件下，铁与氧气
点燃 点燃
反应生成四氧化三铁，文字表达式为：铁+氧气 → 四氧化三铁，符号表达式为：Fe+O 2→Fe 3 O 4 ；故答
点燃 点燃
案为：剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，放出大量的热；铁+氧气
→
四氧化三铁或Fe+O
2→
Fe O ；
3 4
（3）图1中在集气瓶底部盛放少量水的目的是防止高温生成物溅落，炸裂瓶底。为了将集气瓶内的氧
气充分消耗，把红热的铁丝伸入盛有氧气的集气瓶时，应该由瓶口向下缓慢伸入；故答案为：防止高温
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生成物溅落，炸裂瓶底；缓慢；
二氧化锰
（4）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热分解为氯化钾和氧气，文字表达式为：氯酸钾 → 氯化
加热
MnO 二氧化锰 MnO
2 2
钾+氧气，符号表达式为：KClO → KCl+O ；故答案为：氯酸钾 → 氯化钾+氧气或 KClO →
3 2 3
△ 加热 △
KCl+O ；
2
（5）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7g﹣0.5g＝6.5g；故答案为：6.5。
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 。
【答案】（1）C；
（2）二氧化锰或MnO ；丙；可以控制反应的速率，使排出的氧气湿润。
2
【解答】解：（1）A.加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润，故A说法正确；
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，故B说法正确；
C.输出的氧气没有可燃性，不能作为燃料，故C说法错误；
D.夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，故D说法正确；
故答案为：C；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下会快速分解产生氧气，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剂可能是二氧化锰。制氧机
可据用途调节氧气流量，如图装置中只有丙装置能通过注射器控制反应物的量来控制反应速率，更适合
做家用制氧机，理由是：可以控制反应的速率，使排出的氧气湿润；故答案为：二氧化锰或MnO ；丙；
2
可以控制反应的速率，使排出的氧气湿润。
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：
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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
（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
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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
（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 。
【答案】（1）高锰酸钾，原因：反应需要加热，试剂成本高；
（2）锥形瓶；
二氧化锰
（3）过氧化氢
→
；
¿
（4）温度计示数变化快慢 气球变大快慢；
（5）二氧化锰作为反应的催化剂，反应前后化学性质不变；
（6）BC；
（7）75；
（8）过碳酸钠在分解过程中，加入更多的水可以提供更多的反应物，从而加速反应速率，产生更多的
氧气。
【解答】解：（1）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，制氧气需要加热，试剂成本
高，不适合作为“家用简易供氧器”的供氧剂，故答案为：高锰酸钾，原因：反应需要加热，试剂成本
高；
（2）仪器a的名称为锥形瓶，故答案为：锥形瓶；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的 文字表达式为
二氧化锰 二氧化锰
过氧化氢 → ，故答案为：过氧化氢 → ；
¿ ¿
（4）反应为放热反应，随着反应的进行，温度计示数变大，装置内压强变大，可观察到气球膨胀，则
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，还可以根据温度计示数变化
快慢、气球变大快慢判断反应的快慢，故答案为：温度计示数变化快慢；气球变大快慢；
（5）B装置中过碳酸钠遇水后分解产生碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生
成水和氧气，二氧化锰作为反应的催化剂，根据催化剂的特点，“一变，二不变”，能改变化学反应的
速率，质量和和化学性质不变，故反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变，则反应停止后，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，故答案为：二氧化锰作为反应的催化剂，反应
前后化学性质不变；
（6）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，则应当待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；该实验是通过排水法收集氧气，通过排出水的体积，计算生
成氧气的体积，所以实验开始前D装置中集气瓶一定要加满水，故选：BC；
150mL
（7）由表中的数据可知，amL/min= =75mL/min，故答案为：75；
2min
150mL 160mL
（8）由表中的数据可知，bmL/min= =77.5mL/min，cmL/min= =80mL/min，则前
2min 2min
2min的平均产氧速率逐渐增大，这是因为过碳酸钠在分解过程中，加入更多的水可以提供更多的反应
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物，从而加速反应速率，产生更多的氧气 ，故答案为：过碳酸钠在分解过程中，加入更多的水可以提供
更多的反应物，从而加速反应速率，产生更多的氧气。
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。
2
（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
（7）图二中可通过观察加湿过滤仓中产生 的快慢从而得知氧气的流速。
【答案】（1）锥形瓶；
△
（2）A，在试管口放一团棉花，2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑；
❑
（3）高于；
（4）c；
（5）过氧化氢；
（6）abd；
（7）气泡。
【解答】解：（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，仪器甲的名称是锥形瓶；
（2）高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，应选的发生装置是A，该装置还需改进的
地方是在试管口放一团棉花；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：
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△
2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑；
❑
（3）使用装置B时，需要液封长颈漏斗下端管口，防止生成的氧气从长颈漏斗逸出，所以液面应高于
长颈漏斗下端；
（4）氧气密度比空气大，所以用装置C收集氧气时，导管应伸到c处；
（5）若固体试剂甲为MnO ，则应选择的液体试剂乙是过氧化氢溶液；
2
（6）加湿过滤仓中H O的作用有吸收杂质提纯O 、观察O 产生的速率、保证供给O 的湿度需求等，
2 2 2 2
故选：abd；
（7）图二中可通过观察加湿过滤仓中产生气泡的快慢从而得知氧气的流速。
故答案为：（1）锥形瓶；
△
（2）A，在试管口放一团棉花，2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑；
❑
（3）高于；
（4）c；
（5）过氧化氢；
（6）abd；
（7）气泡。
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
2 4
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。
（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；
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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．
MnO
【答案】（1）H O 2H O+O ；
2 2 → 2 2
（2）过碳酸钠制取氧气的效率随加水量的增加而增大；
（3）BD；
（4）固体便于携带、易储存（合理即可）；
（5）CE。
MnO
【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为H O 2
2 2 →
H O+O ；
2 2
（2）由图可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是：随着加水量的增大，气体的体积增大，即过
碳酸钠制取氧气的效率随加水量的增加而增大；
（3）A、二氧化锰只能加快反应的速率，不能增加生成氧气的量，故A错误；
B、过碳酸钠与水反应生成过氧化氢和另一种产物X，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，
则X中一定含有钠、碳元素，故B正确；
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不相等，故C错误；
D、根据[查阅资料]可知，过碳酸钠应密封保存并保持干燥，故D正确。
（4）过碳酸钠更适合医疗制氧气的原因固体便于携带、无毒、无污染、易储存、水溶性好等；
（5）过氧化氢反应速度远大于过碳酸钠反应速度。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，选用的装置应可以控制反应速率；
A、该装置无法控制反应的速率，故A不符合题意；
B、该装置无法控制反应的速率，故B不符合题意；
C、该装置可以通过分液漏斗的活塞控制液体滴加的速度，从而控制反应速率，故C符合题意；
D、该装置无法控制反应的速率，故D不符合题意；
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E、该装置可以通过注射器控制液体滴加的速度，从而控制反应速率，故E符合题意。
MnO
故答案为：（1）H O 2H O+O ；
2 2 → 2 2
（2）过碳酸钠制取氧气的效率随加水量的增加而增大；
（3）BD；
（4）固体便于携带、易储存（合理即可）；
（5）CE。
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，
2 3 2 2
是过氧化氢与碳酸钠的加成化合物，遇水后能产生氧气）。
（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 。
2
Ⅱ.制氧剂的选择
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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
（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 。
【答案】（1）观察是否有气泡和产生气体的快慢；
（2）洗气，使氧气具有一定的湿度；
（3）带火星的木条复燃；瓶壁发烫；
（4）催化剂；
（5）9.1；
MnO
2
（6）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（7）相同条件下，2min～20min内，过碳酸钠产氧速率比5%过氧化氢溶液高。
【解答】解：（1）观察窗的作用是观察是否有气泡和产生气体的快慢；
（2）加湿仓的作用是洗气，使氧气具有一定的湿度；
（3）过碳酸钠是过氧化氢与碳酸钠的加成化合物，而过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成大量氧气，
氧气具有助燃性，该反应是放热反应，则将一根带有火星的木条伸入锥形瓶内，用手触摸锥形瓶外壁，
观察到带火星的木条复燃，瓶壁发烫；
（4）催化剂是指在化学反应中能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变的物质，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，说明二氧化锰的化
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学性质不变，反应后将剩余固体过滤、洗净、干燥、称量，固体质量仍为 0.2g，说明反应过程中二氧化
锰的质量不变，同时二氧化锰又加快了化学反应速率，则MnO 在此反应中作催化剂；
2
（5）该实验探究的是过氧化氢溶液和过碳酸钠的制氧效率，实验的变量为两种反应物，注射器中的药
品和其他实验条件应尽可能保持一致，实验1中过氧化氢溶液的体积为9.1mL，则实验2中水的体积也
应该为9.1mL；
MnO
2
（6）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（7）结合图3中数据可知，相同条件下，2min～20min内，过碳酸钠产氧速率比5%过氧化氢溶液高，
故制氧剂选择过碳酸钠。
故答案为：（1）观察是否有气泡和产生气体的快慢；
（2）洗气，使氧气具有一定的湿度；
（3）带火星的木条复燃；瓶壁发烫；
（4）催化剂；
（5）9.1；
MnO
2
（6）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（7）相同条件下，2min～20min内，过碳酸钠产氧速率比5%过氧化氢溶液高。
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”）。
2
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
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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 。
【答案】（1）AB；
（2）将带火星的木条放在过滤仓a口处，若木条复燃，证明是氧气；
（3）c；
（4）药品的成本（合理即可）；过滤；
（5）不易溶于水。
【解答】解：（1）A、过滤仓中的水可以通过气泡观察氧气生成的速率，故A正确；
B、过滤仓中的水还可以降低氧气温度，使氧气具有一定的温度，适合人们呼吸，故B正确；
C、该反应中，水不是催化剂，所以不能加快氧气的生成，故C错误；
故答案为：AB；
（2）氧气具有助燃性，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过滤仓 a口处，若
木条复燃，证明是氧气；故答案为：将带火星的木条放在过滤仓a口处，若木条复燃，证明是氧气；
（3）图1反应仓中“O 通道”相当于图2装置中的c；故答案为：c；
2
（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，还需要考虑药品的成本、原料是否
安全等；根据图示的装置可知，C瓶的作用相当于图2中的过滤仓；故答案为：药品的成本；过滤；
（5）氧气不易溶于水，则氧气能从图3瓶C中逸出，故答案为：不易溶于水。
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