跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)02基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易供氧器本實(shí)踐活動(dòng)與“氧氣的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的試劑選擇和裝置搭建”知識(shí)內(nèi)容緊密相連，主要包含以下3個(gè)活動(dòng)任務(wù)：任務(wù)一了解需求；任務(wù)二獲取信息；任務(wù)三設(shè)計(jì)制作。中考的命題也是圍繞這幾個(gè)活動(dòng)任務(wù)為命題情境，以化學(xué)學(xué)科知識(shí)如氧氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途、實(shí)驗(yàn)室制氧氣、氧氣的檢驗(yàn)、驗(yàn)滿等為命題落腳點(diǎn)。在選擇題和填空題、探究題中均有所涉及。1．項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)室制氧氣之后，查閱了相關(guān)資料，利用塑料瓶、注射器、吸管、輸液管等設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易供氧器，如圖，其中試劑A是過碳酸鈉，遇水會(huì)分解出H2O2，試劑B是一種黑色粉末狀催化劑，下列與制作簡(jiǎn)易供氧器項(xiàng)目有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．乙瓶是利用氧氣不易溶于水的原理，使氧氣濕潤(rùn) B．輸出的氧氣可作為高能燃料 C．根據(jù)乙中氣泡的多少，可以判斷氧氣排出的快慢 D．夏天魚缸中溶解氧下降，可用該儀器給魚缸中的魚供氧2．化學(xué)興趣小組開展了“設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易供氧器”的實(shí)踐活動(dòng)。圖甲為供氧器的工作原理，下列說法正確的是（）A．制氧劑可能是氯酸鉀和二氧化錳 B．加濕過濾倉中水的作用是吸收氧氣 C．圖乙用作加濕過濾倉時(shí)，b管與病人相連 D．要確保反應(yīng)倉和加濕過濾倉的密封性良好項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)室制氧氣之后，查閱了相關(guān)資料，利用塑料瓶、注射器、吸管、輸液管等設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易供氧器，如圖，其中藥品A是過碳酸鈉，遇水會(huì)分解出H2O2，藥品B是一種黑色粉末狀的催化劑。請(qǐng)根據(jù)以上信息回答第3和4題。3．下列與制作簡(jiǎn)易供氧器項(xiàng)目有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．乙瓶是利用氧氣不易溶于水的原理，使氧氣濕潤(rùn) B．該儀器可以給魚缸中的魚供氧 C．根據(jù)乙中氣泡的多少，可以判斷氧氣排出的快慢 D．輸出的氧氣可作為高能燃料4．化學(xué)學(xué)習(xí)小組開展學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，利用塑料瓶、注射器、吸管、輸液管等設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易供氧器，簡(jiǎn)易供氧器中的固體藥劑是A和B，A是過碳酸鈉（2Na2CO3?3H2O2），它是一種白色固體，遇水會(huì)分解出H2O2，B是催化劑。下列說法不正確的是（）A．甲裝置是反應(yīng)倉，乙裝置是洗氣倉 B．設(shè)計(jì)供氧器需要綜合考慮便捷、安全、環(huán)保等因素 C．乙中的水有除雜、降溫的作用 D．供氧器中的固體B一定是二氧化錳固體5．化學(xué)興趣小組開展了“設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易供氧器”的實(shí)踐活動(dòng)。圖甲為供氧器的工作原理，下列說法正確的是（）A．要防止輸出氧氣的管道堵塞，避免引發(fā)安全事故 B．制氧劑只能是過氧化氫溶液和二氧化錳 C．加濕過濾倉中水的作用是控制反應(yīng)速率 D．圖乙用作加濕過濾倉時(shí)，b管與病人相連6．化學(xué)學(xué)習(xí)小組開展學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，利用塑料瓶、注射器、吸管、輸液管等設(shè)計(jì)并制作四套簡(jiǎn)易供氧器如圖所示。各裝置中右側(cè)瓶中所裝液體為水，分別向三套裝置的左側(cè)瓶中加入制氧藥品。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．裝置中不合理的是乙 B．裝置丙可根據(jù)需要調(diào)節(jié)氧氣流量 C．各裝置中右側(cè)瓶類似于排水集氣裝置 D．設(shè)計(jì)供氧器需要綜合考慮便捷、安全、環(huán)保等因素7．化學(xué)學(xué)習(xí)小組開展學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)制作簡(jiǎn)易供氧器，簡(jiǎn)易供氧器中的固體藥劑是A和B，A是過碳酸鈉（2Na2CO3?3H2O2），它是一種白色固體，遇水會(huì)分解出H2O2，B是催化劑。下列說法不正確的是（）A．甲裝置是反應(yīng)倉，乙裝置是洗氣倉 B．供氧器中的固體B一定是二氧化錳固體 C．利用供氧器輸氧，病人應(yīng)從丙裝置b端連接吸氣 D．甲圖注射器中的水可以控制反應(yīng)速率，乙中的水有除雜、降溫的作用8．項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)室制氧氣之后，查閱了相關(guān)資料，利用塑料瓶、注射器、吸管、輸液管等設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易供氧器。如圖，其中藥品A是過碳酸鈉，遇水會(huì)分解出H2O2，藥品B是一種黑色粉末狀催化劑。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．乙瓶是利用氧氣不易溶于水的原理，使氧氣濕潤(rùn) B．輸出的氧氣可作為高能燃料 C．根據(jù)乙中氣泡的多少，可以判斷氧氣排出的快慢 D．注射器相當(dāng)于分液漏斗9．某興趣小組設(shè)計(jì)出的簡(jiǎn)易供氧器如圖，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．反應(yīng)倉的藥品可以是過氧化氫溶液和二氧化錳 B．加濕倉的目的是濕化氧氣，減少對(duì)鼻腔的刺激 C．通過觀察加濕倉排出氣泡的量確定是否需要添加藥品 D．該裝置具有的優(yōu)點(diǎn)是即用即反應(yīng)、隨停即可停10．跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的開展對(duì)同學(xué)們提高核心素養(yǎng)水平具有重要意義?！净顒?dòng)一】水質(zhì)檢測(cè)及自制凈水器。小華用去底倒置的可樂瓶作為容器，制作簡(jiǎn)易凈水器（如圖1）。（1）理論上，經(jīng)過該凈水器凈化后的水，硬度會(huì)變（填“大”或“小”）。（2）在實(shí)驗(yàn)室，小華若要降低水的硬度，可以采取的方法是?！净顒?dòng)二】基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易供氧器。小華和同學(xué)經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，市面上有一種品牌的制氧機(jī)工作原理如圖2。該制氧機(jī)利用過碳酸鈉（化學(xué)式為2Na2CO3?3H2O2，M為314）和二氧化錳產(chǎn)生氧氣，制氧原理有兩步反應(yīng)，第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2CO3?3H2O2＝2Na2CO3+3H2O2。（3）第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（4）加濕倉中水的作用有（填序號(hào)）。A.判斷氧氣的產(chǎn)生速率B.增加氧氣的濕度C.加快氧氣的生成（5）小華和同學(xué)欲用該制氧機(jī)制取12g氧氣，則至少需要加入過碳酸鈉的質(zhì)量為g。11．同學(xué)們也可以像化學(xué)家一樣認(rèn)識(shí)和應(yīng)用化學(xué)。（1）觀察生活：往澄清石灰水中吹氣，石灰水變渾濁，說明呼出氣體中含有（填化學(xué)符號(hào)）。（2）觀察實(shí)驗(yàn)：寫出鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：，反應(yīng)表達(dá)式為。（3）學(xué)會(huì)分析：圖1中在集氣瓶底部盛放少量水的目的是。把紅熱的鐵絲伸入盛有氧氣的集氣瓶時(shí)，應(yīng)該由瓶口向下（選填“緩慢”或“快速”）伸入。（4）學(xué)會(huì)應(yīng)用：圖2是某市售“簡(jiǎn)易供氧器”，初期生氧器中鐵粉與氧氣反應(yīng)放出熱量，從而使氯酸鉀和二氧化錳混合物的反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)表達(dá)式為。（5）學(xué)會(huì)反思：小輝用托盤天平稱量7.5g氯化鈉固體（1g以下用游碼），老師幫他檢查的時(shí)候發(fā)現(xiàn)砝碼和物體放反了則小輝這樣稱得的氯化鈉實(shí)際質(zhì)量為g。12．同學(xué)們查閱資料，了解“便攜式制氧機(jī)”內(nèi)部結(jié)構(gòu)后（如圖1所示），利用飲料瓶、注射器、吸管、輸液管等設(shè)計(jì)并制作了幾套制氧裝置（如圖2所示）。（1）通過閱讀說明書，了解它的工作原理，判斷下列說法錯(cuò)誤的是。A.加濕過濾倉利用氧氣不易溶于水的原理，使氧氣濕潤(rùn)B.根據(jù)加濕過濾倉中氣泡的多少，可以判斷氧氣排出的快慢C.輸出的氧氣可作為燃料，用于切割金屬D.夏天魚缸中溶解氧下降，可用該儀器給魚缸中的魚供氧（2）同學(xué)們查閱資料知道，家用簡(jiǎn)易制氧機(jī)中的固體藥劑是A劑和B劑，A劑是過碳酸鈉，它是一種白色固體，遇水會(huì)分解出過氧化氫，則B劑可能是。制氧機(jī)可根據(jù)用途調(diào)節(jié)氧氣流量，你認(rèn)為圖2裝置中更適合作家用制氧器的是，理由是。13．某興趣小組對(duì)“家用簡(jiǎn)易供氧器”的供氧劑產(chǎn)生極大的興趣，開展了如下探究：查閱資料：過碳酸鈉是一種白色粉末固體，遇水后分解產(chǎn)生碳酸鈉和過氧化氫。任務(wù)一：“家用簡(jiǎn)易供氧器”供氧劑的選擇（1）結(jié)合所學(xué)知識(shí)以及查閱資料，你認(rèn)為過氧化氫溶液、高錳酸鉀、過碳酸鈉中哪種不適合作為“家用簡(jiǎn)易供氧器”的供氧劑（如需要可提供二氧化錳）并說明理由。任務(wù)二：探究供氧劑產(chǎn)氧速率的影響因素興趣小組設(shè)計(jì)了如圖裝置完成實(shí)驗(yàn)。用相同的滴速滴入等體積的水后關(guān)閉分液漏斗的活塞。（2）儀器a的名稱為。（3）B裝置中過氧化氫生成氧氣的文字表達(dá)式是。（4）有的同學(xué)根據(jù)觀察A、B裝置中液體產(chǎn)生氣泡的快慢來判斷反應(yīng)的快慢，除此之外，還可以根據(jù)、（填現(xiàn)象）判斷反應(yīng)的快慢。（5）反應(yīng)停止后，B裝置中分液漏斗改滴過氧化氫溶液，裝置中仍能較快產(chǎn)生氧氣的原因是。任務(wù)三：供氧劑產(chǎn)氧速率的檢測(cè)興趣小組利用如圖C、D裝置檢測(cè)不同加水量對(duì)產(chǎn)氧速率的影響。實(shí)驗(yàn)編號(hào)加水量（mL）2min時(shí)量筒的讀數(shù)（mL）前2min的平均產(chǎn)氧速率（mL/min）①20150a②50155b③100160c（6）為了完成實(shí)驗(yàn)，下列操作正確的是（填字母）。A．實(shí)驗(yàn)開始前將C裝置橡皮管與D裝置短管連接B．待C裝置中管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時(shí)，再將其與D裝置連接C．D裝置中集氣瓶一定要加滿水D．D裝置中集氣瓶無需加滿水（7）正確操作后，測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如上表（從反應(yīng)開始時(shí)計(jì)時(shí)），則a＝。（8）前2min的平均產(chǎn)氧速率由a→b→c發(fā)生變化的原因可能是。14．實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法。圖一為實(shí)驗(yàn)室制取氣體的常用裝置，圖二為某同學(xué)在跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易供氧器。Ⅰ.根據(jù)圖一回答下列問題：（1）儀器甲的名稱是。（2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，應(yīng)選的發(fā)生裝置是（填字母），該裝置還需改進(jìn)的地方是；請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（3）使用裝置B時(shí)，液面應(yīng)（選填“低于”或“高于”）長(zhǎng)頸漏斗下端。（4）用裝置C收集氧氣時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)伸到（選填“a”“b”或“c”）處。Ⅱ.根據(jù)圖二回答下列問題：（5）若固體試劑甲為MnO2，則應(yīng)選擇的液體試劑乙是溶液。（6）加濕過濾倉中H2O的作用有（填字母）。a.吸收雜質(zhì)提純O2b.觀察O2產(chǎn)生的速率c.加快O2的生成d.保證供給O2的濕度需求15．110中學(xué)某化學(xué)興趣小組開展“基于特定需求和制作簡(jiǎn)易供氧器”的實(shí)踐活動(dòng)。同學(xué)們通過比較醫(yī)療用品店的制氧劑，發(fā)現(xiàn)醫(yī)用制氧劑是利用過碳酸鈉（Na2CO4）溶于水與水反應(yīng)生成過氧化氫和另一種產(chǎn)物X，再加入二氧化錳迅速生成氧氣，同學(xué)們做了如下研究；【提出問題】過碳酸鈉比雙氧水更適用于醫(yī)療制氧氣的原因；【查閱資料】①過氧化氫溶液的穩(wěn)定性較差，濃度較大時(shí)具有一定的腐蝕性。②過碳酸鈉俗稱固體雙氧水，具有無毒、無污染、易儲(chǔ)存、水溶性好等特點(diǎn)?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】1.41g過碳酸鈉四種加入足量水量后的制氧效果對(duì)比，記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)。（1）請(qǐng)寫出過氧化氫制氧氣的符號(hào)表達(dá)式：。（2）通過圖像可以看出，過碳酸鈉制取氧氣的效率與加水量的關(guān)系是：。（3）下列關(guān)于過碳酸鈉制氧氣說法正確的是。A．若加入更多的二氧化錳，可以增加生成氧氣的量；B．過碳酸鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物X中一定含有鈉、碳元素；C．若時(shí)間足夠使過碳酸鈉全部反應(yīng)，四個(gè)加水量生成的氣體體積應(yīng)相等；D．通過上述信息，過碳酸鈉應(yīng)密封保存并保持干燥?；瘜W(xué)小組的同學(xué)以1.41g過碳酸鈉所生成過氧化氫的量為標(biāo)準(zhǔn)，記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：過氧化氫反應(yīng)速度遠(yuǎn)大于過碳酸鈉反應(yīng)速度?！镜贸鼋Y(jié)論】（4）過碳酸鈉更適合醫(yī)療制氧氣的原因（至少兩點(diǎn)）?！痉此寂c評(píng)價(jià)】（5）若在實(shí)驗(yàn)室中只能用過氧化氫制氧氣模擬過碳酸鈉制氧氣的效果，則可將發(fā)生裝置改裝為下圖中的。A．B．C．D．E．16．“天朗氣清，惠風(fēng)和暢”。清潔的氧氣對(duì)人體健康有益，某學(xué)習(xí)小組開展了“基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易供氧器”的實(shí)踐活動(dòng)?！净顒?dòng)一】認(rèn)識(shí)制氧機(jī)如圖為某品牌制氧機(jī)，該制氧機(jī)的制氧劑為二氧化錳和過碳酸鈉（化學(xué)式為2Na2CO3?3H2O2，白色固體，是過氧化氫與碳酸鈉的加成化合物，遇水后能產(chǎn)生氧氣）。（1）觀察窗的作用是。（2）加濕倉的作用是。【活動(dòng)二】探究制氧過程（3）Ⅰ.反應(yīng)原理探究實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論向錐形瓶a中加入1.5g過碳酸鈉分別加入100mL蒸餾水，觀察；將一根帶有火星的木條伸入錐形瓶?jī)?nèi)，用手觸摸錐形瓶外壁瓶中有少許氣泡產(chǎn)生；帶有火星的木條不復(fù)燃；瓶壁不發(fā)燙使用過碳酸鈉制氧氣，需要加入二氧化錳固體；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)向錐形瓶b中加入1.5g過碳酸鈉和0.2g二氧化錳，混勻分別加入100mL蒸餾水，觀察；將一根帶有火星的木條伸入錐形瓶?jī)?nèi)，用手觸摸錐形瓶外壁瓶中迅速產(chǎn)生大量氣泡；①。②。（4）小組的同學(xué)們向反應(yīng)后的錐形瓶b中重復(fù)多次加入1.5g過碳酸鈉，混勻后均又出現(xiàn)上述現(xiàn)象，反應(yīng)后將剩余固體過濾、洗凈、干燥、稱量，固體質(zhì)量仍為0.2g，則MnO2在此反應(yīng)中作。Ⅱ.制氧劑的選擇小組的同學(xué)們想到過氧化氫溶液常溫下也可以快速制氧，為什么不選用過氧化氫溶液而選用過碳酸鈉呢？于是該興趣小組對(duì)兩者的制氧效率進(jìn)行探究，并篩選合適的制氧劑。【查閱資料】常溫常壓下產(chǎn)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?！緦?shí)驗(yàn)方案】（5）利用如圖2裝置設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)并記錄0～20min量筒中水的體積。錐形瓶中試劑注射器中試劑實(shí)驗(yàn)10.2g二氧化錳9.1mL5%過氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)21.41g過碳酸鈉和0.2g二氧化錳