《2025年世纪金榜金榜学案九年级化学全一册人教版广西专版》

任务一 了解需求
1. 阅读下列材料，回答问题。
通常情况下，氧气为无色无臭的气体，是人体赖以生存的重要物质。
为了克服高原反应，以及帮助心肺功能受损而呼吸困难的患者呼吸，医生建议患者购买制氧机。市面上有多种家用制氧机，方便、轻巧，适合大众使用。
其制氧原理有
①电子制氧机在药店较常见，类似于电解水的原理。整机运行比较安静，但对操作要求非常严格，绝不允许倾斜及倒置，否则其溶液会流入输氧管中喷入鼻腔对使用者造成严重的损伤。同时制氧时耗电量较大。
②分子筛式制氧机采用一种先进的气体分离技术，制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中的氮气吸附，剩余气体收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛并不消耗。直接从空气中提取氧气，即制即用，新鲜自然。
③化学药剂制氧机采用药剂配方，在特定的场合下使用满足患者急用。但由于设备简陋，操作麻烦，使用成本较高，且不能连续使用等诸多缺陷不适用家庭氧疗。
④富氧膜制氧机采用膜制氧方式，通过膜对空气中氮分子的过滤，可得浓度为 30%的氧气，具有体积小，用电量小等优点。但是 30%的浓度，可用于长期的氧疗保健，而严重缺氧状态下所需的急救只能用医疗高浓度氧。
(1) 请写出组成氧气这种物质的元素符号：O。
(2) 采用富氧膜制氧机制得的“氧气”属于混合物（填“纯净物”或“混合物”）。
(3) 以上短文中体现氧气的用途是供给呼吸。
(4) 根据以上短文，几种家用制氧机的制氧原理中，属于化学变化的是A、C（填选项序号）；其中使用分子筛式制氧机的优点是制氧浓度高。

A. 电子制氧机
B. 分子筛式制氧机
C. 化学药剂制氧机
D. 富氧膜制氧机
任务二 获取信息

2. 兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，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（2Na₂CO₃·3H₂O₂）加水溶解会分解生成碳酸钠（Na₂CO₃）和过氧化氢（H₂O₂）。
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，反应仓内有黑色粉末翻腾，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) 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AB（填序号）。
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：________。
(3) 如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，图 2 中可选用的气体发生装置是B（填装置序号，下同），收集装置是C。
3. 某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠（化学式为 2Na₂CO₃·3H₂O₂，白色固体）和二氧化锰。
已知：①制氧过程的反应为 2(2Na₂CO₃·3H₂O₂)$\xlongequal{MnO_{2}}$4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑。
②少量的固体加水后，所得混合物的体积约等于水的体积。
【活动一】认识制氧机
(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。
【活动二】选择制氧剂
实验一：过氧化氢
小组设计了图 2 实验装置，用表中含过氧化氢质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入 0.2g MnO₂，注入溶液，记录并处理 20min 内数据如图 3。
|编号|浓度/%|体积/mL|
|----|----|----|
|①|5|9.11|
|②|15|2.89|
|③|25|1.66|
|④|30|1.37|
(3) 检查图 2 装置气密性的操作是堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置气密性良好。
(4) 反应的化学方程式为2H₂O₂ \stackrel{MnO₂}{=}2H₂O + O₂↑。
(5) ②比①反应速率更快的原因是________。
实验二：过碳酸钠
往锥形瓶中加入 14g 过碳酸钠、0.2g MnO₂，再分别将不同体积的水通过注射器加入锥形瓶，进行实验。记录并处理 20min 内数据如图 4。
(6) 由图 4 可得出的结论是过碳酸钠产生氧气的量随加水量的增多而增大。
【活动三】制作供氧器
(7) 根据图 3、4 分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是便于携带，能持续平稳提供氧气。
任务三 设计制作
4. 如图是学生制作的简易供氧器。

(1) 在供氧使用时，左瓶中可放置的试剂是B（填字母）。
A. 高锰酸钾
B. 过氧化氢溶液和二氧化锰
(2) 写出实验室加热一种固体制取氧气的化学方程式：2KMnO₄ \stackrel{△}{=}K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑。

答案： 1.
(1)O
(2)混合物
(3)供给呼吸(合理即可)
(4)A、C 制氧浓度(或纯度)高(合理即可)
2.【解析】
(1)反应仓中H₂O₂在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，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可以通过气泡观察氧气生成的速率、降低氧气温度；
(2)氧气能使带火星的木条复燃，验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气；
(3)在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气的反应物状态是固体和液体，反应条件是常温，则应选B固液常温型装置，因为氧气密度比空气大，且不易溶于水，所以收集装置可以是C或E。
答案：
(1)AB
(2)在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气
(3)B C(或E)
3.
(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)堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置气密性良好
$(4)2H₂O₂ \stackrel{MnO₂}{=}2H₂O + O₂↑$
(5)②的过氧化氢的浓度更大
(6)过碳酸钠产生氧气的量随加水量的增多而增大(合理即可)
(7)便于携带，能持续平稳提供氧气
4.【解析】
(1)该装置没有加热装置，则适用于常温下的反应，且该装置为制取氧气的装置，过氧化氢溶液和二氧化锰在常温下即可制取氧气。
(2)高锰酸钾为加热固体制取氧气的方法，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为$2KMnO₄ \stackrel{△}{=}K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑。$
答案：$(1)B (2)2KMnO₄ \stackrel{△}{=}K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑$