興趣小組開展“自制簡易家庭制氧機”的跨學科實踐活動。
活動一：探秘制氧原理
目前市場上常見的家用制氧機的工作原理有兩種：分子篩制氧法和化學試劑法。
（1）分子篩制氧法以空氣為原料，當空氣經過分子篩時，氮氣和氧氣分離，獲得高濃度的氧氣。其微觀示意圖如圖所示。則該制氧機制得的“氧氣”屬于 混合物混合物（選填“純凈物”或“混合物”）。
（2）市場上銷售的家用化學試劑制氧機的主要原料一般是過氧化氫溶液或過碳酸鈉固體（化學式為2Na2CO3?3H2O2。溶于水后能發(fā)生反應：2Na2CO3?3H2O2MnO2Na2CO3+H2O+O2，（且該反應放熱）。不采用高錳酸鉀分解制氧氣的原因可能是 反應需要加熱反應需要加熱。
活動二：選擇制氧試劑
【查閱資料】常溫常壓下產生150mL的氧氣，以5%的過氧化氫溶液為制氧劑需要9.1mL；以過碳酸鈉為制氧劑需要1.41g。
【實驗方案】利用如圖裝置設計如下表實驗并記錄0～20min量筒中水的體積。
?
M
n
O
2
| 錐形瓶中藥品 | 注射器中藥品 | |
| 實驗1 | 0.2g二氧化錳 | 9.1mL5%過氧化氫溶液 |
| 實驗2 | 1.41g過碳酸鈉和0.2g二氧化錳 | 一定體積的水 |
不漏氣
不漏氣
（選填“漏氣”或“不漏氣”）。（2）實驗1中反應的符號表達式為
H2O2H2O+O2
M
n
O
2
H2O2H2O+O2
。M
n
O
2
（3）實驗2中水的體積較合適的是
9.1
9.1
mL。（選填“1.41”或“9.1”）（4）依據如圖所示實驗結果，小組同學決定選用過碳酸鈉固體作為便攜式制氧機的制氧劑，理由是：
①過碳酸鈉是固體，比過氧化氫溶液便于攜帶；
②
過碳酸鈉制取氧氣的速率更快
過碳酸鈉制取氧氣的速率更快
。活動三：自制制氧裝置
小組同學利用飲料瓶、吸管等廢舊物品設計并制作了如圖裝置。洗氣裝置中的水除了有過濾雜質提純氧氣的作用外，還可以起到的作用是
AB
AB
（填序號）。
?A.觀察氧氣生成速率
B.降低吸入氧氣溫度
C.加快氧氣生成速率
活動四：成果交流展示
小組同學將自制簡易家用制氧機在原版本的基礎上經歷了如圖所示的迭代優(yōu)化，請寫出改進后裝置的一個優(yōu)點
節(jié)省材料（合理即可）
節(jié)省材料（合理即可）
。?
裝置進行展示后得到了師生的好評。在跨學科實踐活動中，同學們也學到了將化學、技術、工程融合解決實際問題的思路與方法。
【答案】混合物；反應需要加熱；不漏氣；H2O2H2O+O2；9.1；過碳酸鈉制取氧氣的速率更快；AB；節(jié)省材料（合理即可）
M
n
O
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/10/13 3:0:1組卷：136難度：0.5
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1．小強同學在化學氧自救器的說明書中，看到人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO2）接觸能產生氧氣后，對自救器內發(fā)生的化學反應原理產生了探究欲望．在老師指導下，小強與同學們展開了以下兩個實驗探究活動，請你也參與．
活動Ⅰ：用如圖所示的由a、b、c、d組合成的裝置和有關藥品制取并收集氧氣．用c裝置中的氫氧化鈉溶液吸收未與超氧化鉀反應的二氧化碳．請寫出氫氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式．
活動Ⅱ：探究二氧化碳與超氧化鉀反應除生成氧氣還生成什么其他物質？
【老師提示】二氧化碳與超氧化鉀反應的生成物只有兩種，其一是氧氣，其二是一種化合物．
【作出猜想】二氧化碳與超氧化鉀反應生成的化合物到底是哪種物質？小強作出了以下兩種猜想：
①是一種堿；②是一種碳酸鹽．
通過對反應物有關的元素組成的分析，小影同學認為猜想（填序號）一定是錯誤的，理由是．
【進行實驗】同學們通過以下實驗驗證小強同學的另一個猜想．
【交流與討論】小影認為：二氧化碳與超氧化鉀反應的化學方程式．發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：98引用：2難度：0.5 -
2．某化學興趣小組的同學在化學氧自救器的說明書中看到“人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO2）接觸能產生氧氣”后，對自救器內發(fā)生的化學反應原理產生了探究欲望．在老師指導下，同學們展開了以下兩個實驗探究活動，請你參與．
（1）用如圖1所示的由A、B、C、D組合成的成套裝置和有關藥品制取并收集氧氣．用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，則A中裝置可采用圖2中的（填數字序號，下同）；其反應方程式為；D中裝置可采用下圖中的．
（2）二氧化碳與超氧化鉀反應除生成氧氣還生成什么物質？
【老師提示】1．二氧化碳與超氧化鉀反應的生成物只有兩種，其一是氧氣，其二是一種化合物．
2．人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應生成氧氣．
【作出猜想】二氧化碳與超氧化鉀反應生成的化合物到底是哪種物質？
甲同學作出了以下三種猜想：①是一種酸； ②是一種堿； ③是一種碳酸鹽．
通過對反應物有關的元素組成的分析，乙同學認為猜想（填數字序號）一定是錯誤的，理由是．
【進行實驗】同學們通過以下實驗驗證了甲同學的另一個猜想是正確的，請完成如表實驗報告．
（3）簡述鑒定氧自救器藥罐中生氧劑超氧化鉀是否需要更換的簡便的化學方法實驗步驟 實驗現象 實驗結論 ．發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：18引用：1難度：0.5 -
3．小強同學在化學氧自救器的說明書中看到“人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO2）接觸能產生氧氣后，對自救器內發(fā)生的化學反應原理產生了探究欲望．在老師指導下，小強與同學們展開了以下兩個實驗探究活動，請你參與．
活動Ⅰ：用如圖所示的由a、b、c、d組合成的成套裝置和有關藥品制取并收集氧氣．
（1）用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，則a裝置可采用下圖中的（填序號），有關反應的化學方程式為．
（2）用c裝置中的氫氧化鈉溶液吸收未與超氧化鉀反應的二氧化碳．請寫出氫氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式．
（3）用法收集氧氣，該收集方法是根據氧氣的性質而確定的．證明生成的氣體是氧氣，使用進行檢驗．發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：43引用：1難度：0.5