“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)行對比實驗，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。實驗室根據(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)點是 制作材料易得，造價低制作材料易得，造價低。
【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 實際應(yīng)用時兩種試劑用量配比（或裝置的不斷優(yōu)化；如何獲得更平穩(wěn)的氣流等）實際應(yīng)用時兩種試劑用量配比（或裝置的不斷優(yōu)化；如何獲得更平穩(wěn)的氣流等）。
M
n
O
2
M
n
O
2
【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，造價低；實際應(yīng)用時兩種試劑用量配比（或裝置的不斷優(yōu)化；如何獲得更平穩(wěn)的氣流等）
M
n
O
2
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/9/24 14:0:4組卷：41引用：1難度：0.5
相似題
-
1．某學(xué)習(xí)小組開展了“設(shè)計和制作簡易供氧器”的實踐活動。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。
?
【活動一】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。
實驗一：過氧化氫作為制氧劑
小組設(shè)計了圖2實驗裝置，用表1中等質(zhì)量的過氧化氫進(jìn)行實驗。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
（2）反應(yīng)的文字表達(dá)式為編號 濃度/% 體積/mL ① 5 9.11 ② 15 2.89 ③ 25 1.66 ④ 30 1.37 ，其中二氧化錳的作用是。
（3）20min時，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的過氧化氫溶液作為制氧劑。
實驗二：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)行實驗。記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)如圖4。
（5）V=mL。
（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，還因為（填字母）。
A.過碳酸鈉是顆粒物，易于保存
B.過氧化氫運輸儲存不方便
C.過氧化氫分解產(chǎn)物無污染
D.過氧化氫濃度較大時，具有腐蝕性
【活動三】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。與真實產(chǎn)品對比中，形成的觀點不正確的是（填字母）。
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：85引用：2難度：0.5 -
2．學(xué)習(xí)小組開展了“設(shè)計和制作簡易供氧器”的實踐活動。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。
【活動二】選擇制氧劑
實驗一：過氧化氫
小組設(shè)計圖2實驗裝置，用不同濃度的四組過氧化氫溶液進(jìn)行實驗。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。（假設(shè)導(dǎo)管末端口堵住）
（4）過氧化氫制氧氣的文字表達(dá)式。
（5）分析圖3中30%H2O2比25%H2O2產(chǎn)氧量少，可能的原因是。
實驗二：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)行實驗。記錄并處理20min內(nèi)數(shù)據(jù)如圖4。
（6）過碳酸鈉：2Na2CO3?3H2O2屬于（選填“混合物”或“純凈物”）。
（7）由圖4可得出的結(jié)論是。
【活動三】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。與真實產(chǎn)品對比中，形成的觀點不正確的是（填字母）。
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：72引用：3難度：0.4 -
3．學(xué)習(xí)小組開展了“設(shè)計和制作簡易供氧器”的實踐活動。
【活動一】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）加水溶解會分解生成Na2CO3和H2O2。
?
用該制氧機(jī)制氧時，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)幔^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，過濾倉中的水除了有過濾雜質(zhì)提純氧氣的作用外，還可以起到的作用是（填標(biāo)號）。
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（填“c”或“d”）導(dǎo)管。
【活動二】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：（寫一條）。同學(xué)們在充分思考交流的基礎(chǔ)上，利用家庭中常見材料，設(shè)計并制作了簡易家用制氧機(jī)（如圖），其中C瓶的作用相當(dāng)于圖2中的倉。
（5）氧氣能從圖3瓶C中逸出，是因為氧氣。
（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：70引用：1難度：0.5