《2025年新坐标同步练习九年级化学上册人教版青海专用》

活动目标
进一步巩固对氧气性质和实验室制取氧气的原理与装置的认识,了解实现物质定量转化的方法,综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。
活动设计与实施
任务一 了解需求
1. 讨论哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器,它们的优点与不足有哪些？
[提示]

2. 选择其中一种情况,通过讨论确定简易供氧器的设计和制作目标。
任务二 获取信息
1. 查阅资料,了解目前商品化供氧器的类型。
[提示] 液态供氧器、气动供氧器、电动供氧器等。
2. 结合本组目标,了解供氧器的工作原理和操作方法。

图1为化学制氧器的原理图。小科通过阅读说明书,了解它的工作原理。加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理,使氧气变得湿润；根据加湿过滤仓中产生气泡的多少,可以判断氧气排出的快慢；夏天鱼缸中水里溶解氧的量下降,可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧。

图2是某化学氧自救器“初期生氧器”的示意图,该化学氧自救器在工作初期,内部独立的“初期生氧器”首先启动,以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
(1)“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧,其反应的化学方程式为$2KClO_{3}\xlongequal {MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$。
(2)根据制氧反应条件可以推测铁粉的作用,铁粉与氧气反应会放热,从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
[提示] 不易 产生气泡的多少 下降
(1)$2KClO_{3}\xlongequal {MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$ (2)放热
任务三 设计制作
目标一：根据使用要求和已有条件,选择合适的制氧原理
1. 工业制法：分离空气法(物理变化)
空气$\xrightarrow[{加压}]{低温}液态空气\xrightarrow[{-196{\hspace{0pt}}^{\circ }C}]{蒸发}$$\left\{\begin{array}{l}氮气\\ 液态氧(储存在蓝色钢瓶中)\end{array} \right.$

2. 实验室制法(化学变化)
(1)加热高锰酸钾($KMnO_{4}$)固体：
高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
$KMnO_{4}$ $K_{2}MnO_{4}$ $MnO_{2}$ $O_{2}$
(2)分解过氧化氢($H_{2}O_{2}$)溶液：
过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
$H_{2}O_{2}$ $H_{2}O$ $O_{2}$
(3)加热氯酸钾($KClO_{3}$)固体：
氯酸钾$\xrightarrow[{加热}]{二氧化锰}$氯化钾+氧气
$KClO_{3}$ $KCl$ $O_{2}$
目标二：设计简易供氧器,绘制设计图。
设计原则：①简约经典；②便于操作；③关注细节；④适用性强；⑤尊重产权；⑥环保经济。
目标三：小组之间分享设计,讨论交流,制作简易供氧器
相互吸取经验,得到更好的灵感和设计思路；评价其他小组的作品,说出优点和不足,帮忙改进。

通过查阅资料,同学们了解到潜水员、空间站中航天员使用的氧气产生的原理不同。空间站采用电解水供氧,其反应的化学方程式为$2H_{2}O\xlongequal {通电}2H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow$；潜水员供氧装置中产生氧气的原理为$2Na_{2}O_{2}+2CO_{2}= 2X+O_{2}$,根据反应原理,同学们绘制了如图所示的模拟供氧装置,其中X的化学式为$Na_{2}CO_{3}$。作为供氧装置,其不足之处有制得的氧气不纯,可能混有二氧化碳(合理即可)。
(已知：稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳)
[提示] $2H_{2}O\xlongequal {通电}2H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow$
$Na_{2}CO_{3}$ 制得的氧气不纯,可能混有二氧化碳(合理即可)
目标四：对产品进行试验,了解其供氧效果,并对试验结果进行分析,从工程技术角度进一步优化产品,编写自制供氧器的使用说明书。
展示与交流
1. 展示自制供氧器,介绍产品的工作原理、制作方法和供氧效果等。
2. 与同学交流和相互评价,分享活动收获和体会。

答案： 不易；产生气泡的多少；下降
(1)$2KClO_{3}\xlongequal {MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow$
(2)放热
$2H_{2}O\xlongequal {通电}2H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow$；$Na_{2}CO_{3}$；制得的氧气不纯,可能混有二氧化碳(合理即可)