《2025年金学典同步解析与测评贵州人民出版社九年级化学全一册人教版》

基于特定需求设计和制作简易供氧器

答案： 答题卡作答：
1.设计原理：利用过氧化氢在二氧化锰催化下分解制氧，化学方程式为$2H_{2}O_{2} \overset{MnO_2}{=}2H_{2}O + O_{2} \uparrow$。
2.制作材料：反应容器（如锥形瓶）、导管、止水夹、过氧化氢溶液、二氧化锰、水槽、集气瓶。
3.制作步骤：
在锥形瓶中加入适量二氧化锰。
向锥形瓶中倒入过氧化氢溶液，立即用导管连接锥形瓶和集气瓶，将导管口伸入集气瓶底部。
用排水法收集氧气，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明氧气已收集满。
4.使用方法：将收集满氧气的集气瓶正放在桌面上，盖上玻璃片，供需要时使用。
5.注意事项：
过氧化氢溶液具有腐蚀性，使用时要注意安全。
二氧化锰要适量，过多可能会堵塞导管。
收集氧气时，要保证装置的气密性良好。

某学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式为 $ 2Na_2CO_3\cdot 3H_2O_2 $，相对分子质量为314，白色固体)和二氧化锰。制氧过程的反应为 $ 2(2Na_2CO_3\cdot 3H_2O_2)\xlongequal{MnO_2}4Na_2CO_3 + 6H_2O + 3O_2\uparrow $，该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机(如图5-11所示)
(1)观察窗的作用是。
(2)加湿仓的作用是。
【活动二】选择制氧剂
实验一：过氧化氢
学习小组设计了图5-12所示实验装置，用下表中过氧化氢的质量相等的四组溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入 $ 0.2 g MnO_2 $，注入溶液，记录并处理20 min内数据，如图5-13所示(注：下表中的浓度是过氧化氢的质量与过氧化氢溶液的质量的比值)。

(3)检查图5-12所示装置气密性的操作是。
(4)反应的化学方程式为。
实验二：过碳酸钠
向图5-12所示实验装置的锥形瓶中加入 $ 1.4 g $ 过碳酸钠、 $ 0.2 g MnO_2 $ 和 $ 9.11 mL $ 水，待反应完全后收集到约 $ 159.1 mL $ 水(生成氧气的量与实验一中试剂得到氧气的最大量相等)。其他试剂质量不变，再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20 min内数据，如图5-14所示。
(5)由图5-14可得出的结论是。
【活动三】制作供氧器
(6)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是。
(7)学习小组利用身边物品自制了如图5-15所示的简易供氧器。与真实产品对比形成的观点不正确的是(填字母序号)。
A. 产氧和洗气装置组合不用一体化
B. 特定需求是选择制氧方法的重要依据
C. 制氧机要符合美学、工程、安全等标准

答案： （1）观察氧气产生的速率（或反应进行的情况）
（2）湿润氧气
（3）将导管一端浸入水中，用手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好
（4）$2H_2O_2\xlongequal{MnO_2}2H_2O + O_2\uparrow$
（5）其他条件相同时，加入水的体积越大，过碳酸钠与二氧化锰反应生成氧气的速率越快
（6）过碳酸钠为固体，便于储存和运输，反应速率可通过加水量控制
（7）A