“制氧機(jī)”在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用非常廣泛,如保健、急救、大型化工生產(chǎn)等都需要制氧,使用時(shí)通過試劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,某興趣小組對便攜式家用制氧機(jī)開展探究。
Ⅰ.定性探究反應(yīng)原理
(1)該制氧機(jī)中有一包過碳酸鈉粉末和一包二氧化錳,向盛有過碳酸鈉的燒杯中加入水,觀察到產(chǎn)生氣泡非常緩慢,向其中放入二氧化錳,立即有大量氣泡產(chǎn)生。檢驗(yàn)該氣體是氧氣的方法是 將帶火星的木條伸入裝置內(nèi),帶火星木條復(fù)燃,說明產(chǎn)生的氣體是氧氣將帶火星的木條伸入裝置內(nèi),帶火星木條復(fù)燃,說明產(chǎn)生的氣體是氧氣。
(2)過氧化氫溶液與二氧化錳在常溫下也可以快速制氧,反應(yīng)的符號表達(dá)式是 H2O2MnO2H2O+O2H2O2MnO2H2O+O2。
(3)從便于攜帶的角度分析。上述兩組藥劑中 過碳酸鈉和二氧化錳過碳酸鈉和二氧化錳更適合用作制氧機(jī)中的制氧劑。
Ⅱ.定量探究實(shí)際制氧效率
【資料】理論上生成150mL氧氣,分別需要6%的過氧化氫溶液7.6mL,過碳酸鈉1.4g。
(4)小組同學(xué)取上述兩種藥品分別加入0.2g二氧化錳進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),比較過氧化氫溶液和過碳酸鈉制取氧氣的效率。測得數(shù)據(jù)如圖(20min后幾乎不產(chǎn)生氧氣),請分析制氧劑選擇過碳酸鈉的依據(jù)是 20min內(nèi),生成氧氣的量比過氧化氫多20min內(nèi),生成氧氣的量比過氧化氫多。


Ⅲ.探究反應(yīng)的裝置
(5)化學(xué)制氧機(jī)內(nèi)缸如圖。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)上述化學(xué)制氧機(jī)原理示意圖組裝制取氧氣的裝置,除A-D儀器外,還需補(bǔ)充的儀器是 水槽水槽。

(6)小組同學(xué)利用飲料瓶、吸管、輸液管等日常用品設(shè)計(jì)并制作了簡易制氧機(jī),如圖。他們想為魚缸中的魚供氧,能達(dá)到目的的是 甲甲(填“甲”或“乙”)。該裝置與化學(xué)制氧機(jī)相比,優(yōu)點(diǎn)是 制作材料易得,造價(jià)低制作材料易得,造價(jià)低。

【拓展】
(7)關(guān)于制氧機(jī)的研究,除獲得氧氣的反應(yīng)原理:分析不同制氧劑的優(yōu)劣、發(fā)生、凈化、收集裝置等問題外,同學(xué)們還能繼續(xù)探究的問題有 實(shí)際應(yīng)用時(shí)兩種試劑用量配比(或裝置的不斷優(yōu)化;如何獲得更平穩(wěn)的氣流等)實(shí)際應(yīng)用時(shí)兩種試劑用量配比(或裝置的不斷優(yōu)化;如何獲得更平穩(wěn)的氣流等)。
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【考點(diǎn)】基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器.
【答案】將帶火星的木條伸入裝置內(nèi),帶火星木條復(fù)燃,說明產(chǎn)生的氣體是氧氣;H2O2H2O+O2;過碳酸鈉和二氧化錳;20min內(nèi),生成氧氣的量比過氧化氫多;水槽;甲;制作材料易得,造價(jià)低;實(shí)際應(yīng)用時(shí)兩種試劑用量配比(或裝置的不斷優(yōu)化;如何獲得更平穩(wěn)的氣流等)
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/9/24 14:0:4組卷:41引用:1難度:0.5
相似題
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1.某學(xué)習(xí)小組開展了“設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器”的實(shí)踐活動(dòng)。已知某品牌制氧機(jī)的制氧劑為過碳酸鈉和二氧化錳,是過氧化氫與碳酸鈉的加合物,遇水后能產(chǎn)生氧氣,放出熱量。
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【活動(dòng)一】認(rèn)識制氧機(jī)
(1)制氧機(jī)如圖1所示:外殼上留有觀察窗,以便觀察氧氣的產(chǎn)生速率和反應(yīng)進(jìn)程。制氧倉是反應(yīng)倉,是氧氣產(chǎn)生的場所。過濾加濕倉起到的作用是
A.洗氣作用,濾去氧氣中的各種雜質(zhì),通過洗滌確保氧氣的純度
B.降低反應(yīng)溫度,使反應(yīng)能夠平穩(wěn)進(jìn)行
C.使產(chǎn)生的氧氣具有一定的濕度,適合人們呼吸
D.通過氣泡觀察氧氣生成的速率
E.加快生成氧氣的速率
【活動(dòng)二】選擇制氧劑
過氧化氫也可以快速產(chǎn)生氧氣,為什么不選擇過氧化氫?過碳酸鈉是碳酸鈉和過氧化氫的加成化合物,它的制氧效率是否優(yōu)于過氧化氫?于是該興趣小組對兩者的制氧效率進(jìn)行探究,并篩選合適的制氧劑。
實(shí)驗(yàn)一:過氧化氫作為制氧劑
小組設(shè)計(jì)了圖2實(shí)驗(yàn)裝置,用表1中等質(zhì)量的過氧化氫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在集氣瓶中加滿水,錐形瓶中加入0.2g二氧化錳,注入雙氧水,記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)如圖3所示。
表1編號 濃度/% 體積/mL ① 5 9.11 ② 15 2.89 ③ 25 1.66 ④ 30 1.37
(3)20min時(shí),④比③產(chǎn)氧量少,可能的原因是
(4)已知:高濃度過氧化氫易揮發(fā)且腐蝕性強(qiáng)。因此可以選擇濃度為
實(shí)驗(yàn)二:過碳酸鈉作為制氧劑
往錐形瓶中加入1.41g過碳酸鈉、0.2g二氧化錳和VmL水,待反應(yīng)完全后收集到約159.1mL水(產(chǎn)生氧氣的量與上表中藥品得到氧氣的最大量相等)。其它藥品質(zhì)量不變,再分別用不同體積的水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)如圖4。
(5)V=
(6)由圖4可得出的結(jié)論是
(7)結(jié)合圖3、圖4中數(shù)據(jù)分析,前2min過碳酸鈉與過氧化氫的制氧效率相當(dāng),分析圖3、圖4中2min后的數(shù)據(jù),選擇過碳酸鈉的依據(jù)是
(8)制氧劑不選擇過氧化氫溶液,還因?yàn)?
A.過碳酸鈉是顆粒物,易于保存
B.過氧化氫運(yùn)輸儲(chǔ)存不方便
C.過氧化氫分解產(chǎn)物無污染
D.過氧化氫濃度較大時(shí),具有腐蝕性
【活動(dòng)三】制作供氧器
(9)學(xué)習(xí)小組利用身邊物品自制了如圖5的簡易供氧器。與真實(shí)產(chǎn)品對比中,形成的觀點(diǎn)不正確的是
A.產(chǎn)氧和洗氣裝置組合不用一體化
B.內(nèi)部氣體流向采用高進(jìn)低出方式
C.特定需求是選擇制氧方法的重要依據(jù)
D.制氧機(jī)要符合美學(xué)、工程、安全等標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布:2024/9/16 2:0:9組卷:84引用:2難度:0.5 -
2.學(xué)習(xí)小組開展了“設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器”的實(shí)踐活動(dòng)。如圖家用“氧立得”牌制氧機(jī)。
制氧劑試劑:過氧化氫溶液、二氧化錳、過氧化鈉、過碳酸鈉等。
【閱讀資料】
①過氧化氫制氧氣:過氧化氫在二氧化錳催化下生成水和氧氣,并放出熱量。
②過碳酸鈉制氧氣:過碳酸鈉溶于水生成碳酸鈉和過氧化氫,過氧化氫在二氧化錳催化下生成水和氧氣。該反應(yīng)過程下能持續(xù)放出高純氧氣并放熱。
③過碳酸鈉是白色固體,化學(xué)式為:2Na2CO3?3H2O2
【活動(dòng)一】認(rèn)識制氧機(jī)
(1)觀察窗的作用是
(2)加濕倉的作用是
【活動(dòng)二】選擇制氧劑
實(shí)驗(yàn)一:過氧化氫
小組設(shè)計(jì)圖2實(shí)驗(yàn)裝置,用不同濃度的四組過氧化氫溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在集氣瓶中加滿水,錐形瓶中加入0.2gMnO2,注入溶液,記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)如圖3。
(3)檢查圖2裝置氣密性的操作是
(5)分析圖3中30%H2O2比25%H2O2產(chǎn)氧量少,可能的原因是
實(shí)驗(yàn)二:過碳酸鈉
往錐形瓶中加入一定量的過碳酸鈉、0.2gMnO2,再分別用不同體積的水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)如圖4。
(6)過碳酸鈉:2Na2CO3?3H2O2屬于
(7)由圖4可得出的結(jié)論是
【活動(dòng)三】制作供氧器
(8)綜合分析,選用過碳酸鈉作制氧劑的理由是
(9)學(xué)習(xí)小組利用身邊物品自制了如圖5的簡易供氧器。與真實(shí)產(chǎn)品對比中,形成的觀點(diǎn)不正確的是
A.產(chǎn)氧和洗氣裝置組合不用一體化
B.內(nèi)部氣體流向采用高進(jìn)低出方式
C.特定需求是選擇制氧方法的重要依據(jù)
D.制氧機(jī)要符合美學(xué)、工程、安全發(fā)布:2024/10/2 5:0:2組卷:66引用:3難度:0.4 -
3.學(xué)習(xí)小組開展了“設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器”的實(shí)踐活動(dòng)。
【活動(dòng)一】如圖1所示,該制氧機(jī)通過A、B兩種物質(zhì)產(chǎn)生氧氣,其中A是過碳酸鈉白色固體,B是二氧化錳黑色粉末。過碳酸鈉(2Na2CO3?3H2O2)加水溶解會(huì)分解生成Na2CO3和H2O2。
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用該制氧機(jī)制氧時(shí),在反應(yīng)倉中加入適量水,再先后加入過碳酸鈉和二氧化錳,反應(yīng)倉內(nèi)有黑色粉末翻騰,變得渾濁,倉壁變得溫?zé)?,過濾倉底部導(dǎo)氣管口有氣泡冒出。
(1)反應(yīng)倉中H2O2生成氧氣的文字表達(dá)式是
A.可以通過氣泡觀察氧氣生成的速率
B.降低氧氣溫度
C.加快氧氣的生成
(2)驗(yàn)證過濾倉導(dǎo)出的氣體是氧氣的方法
(3)圖1反應(yīng)倉中“O2通道”相當(dāng)于圖2裝置中的
【活動(dòng)二】制作簡易的家用制氧機(jī)
(4)除需考慮反應(yīng)原理、方法選擇外,還需考慮很多方面的因素,例如:
(5)氧氣能從圖3瓶C中逸出,是因?yàn)檠鯕?
(6)根據(jù)已知信息推測,A劑的保存方法是發(fā)布:2024/10/9 3:0:1組卷:69引用:1難度:0.5