資源簡介

第四單元 跨學科實踐活動 2 基于特定需求設計和制作簡易供氧器 導學案
一、自主預科填空
常見的制取氧氣的方法有________、________和________。
氧氣的密度比空氣________，________溶于水。
二、知識清單
設計思路
確定供氧需求：________。
選擇制取氧氣的方法：________。
考慮材料和成本：________。
制作過程
準備材料和工具：________。
組裝裝置：________。
測試和改進：________。
注意事項
安全性：________。
密封性：________。
穩定性：________。
三、要點講解
設計思路
確定供氧需求：首先要明確使用場景和所需氧氣的量，例如是用于急救、戶外活動還是其他特定場合，以及所需氧氣的持續供應時間等。
選擇制取氧氣的方法：根據供氧需求和實際條件，選擇合適的制取氧氣的方法。如過氧化氫分解制取氧氣相對簡單，但產生氧氣量有限；加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣能產生較多氧氣，但需要加熱裝置且操作較復雜。
考慮材料和成本：在設計時要選用易得、廉價且安全的材料，同時要控制成本，確保制作的簡易供氧器具有實用性和經濟性。
常考易錯點：對供氧需求分析不全面，導致選擇的制取方法不恰當；忽略材料的安全性和成本問題。
制作過程
準備材料和工具：根據設計方案，準備所需的藥品、容器、導管、橡膠塞、集氣瓶等材料，以及剪刀、鑷子、膠水等工具。
組裝裝置：按照設計好的結構，將各個部件進行組裝，注意連接部位要緊密，確保裝置的密封性。
測試和改進：組裝完成后，進行測試，檢查氧氣的產生速度、純度以及裝置的穩定性。根據測試結果，對裝置進行改進和優化。
常考易錯點：組裝過程中操作不規范，導致裝置漏氣；測試時沒有全面評估裝置的性能。
注意事項
安全性：使用的藥品和材料要安全，避免發生危險。如避免使用強腐蝕性或易燃易爆的物質。
密封性：裝置的各個連接處要密封良好，防止氧氣泄漏。
穩定性：裝置要穩固，不易傾倒或損壞，保證在使用過程中的可靠性。
常考易錯點：忽視安全性問題，造成實驗事故；密封性不佳導致氧氣產量不足；裝置不穩定影響使用效果。
四、例題賞析
在設計簡易供氧器時，如果需要長時間持續供應少量氧氣，較合適的制取氧氣的方法是（ ）
A. 加熱高錳酸鉀 B. 加熱氯酸鉀
C. 過氧化氫分解 D. 電解水
答案：C
解析：過氧化氫分解制取氧氣的操作相對簡單，且可以通過控制反應物的量來實現長時間持續供應少量氧氣。加熱高錳酸鉀和加熱氯酸鉀制取氧氣需要加熱，操作較復雜，且不便于控制氧氣產生的速度和量。電解水制取氧氣成本較高且裝置復雜。C 選項正確。
制作簡易供氧器時，在組裝裝置后進行測試，發現氧氣產生速度過慢，可能的原因是（ ）
A. 藥品用量不足 B. 裝置漏氣
C. 催化劑使用不當 D. 以上都有可能
答案：D
解析：藥品用量不足會導致反應產生的氧氣量少，從而使氧氣產生速度變慢；裝置漏氣會使反應產生的氧氣泄漏，影響實際產生氧氣的速度；催化劑使用不當可能降低反應速率，導致氧氣產生速度過慢。D 選項正確。
五、考點集訓
設計簡易供氧器時，為了降低成本，下列材料中不合適的是（ ）
A. 塑料瓶 B. 不銹鋼管 C. 玻璃容器 D. 昂貴的化學試劑
在制作簡易供氧器的過程中，下列操作錯誤的是（ ）
A. 用膠水密封連接處時，膠水涂抹過多
B. 組裝導管時，確保導管插入橡膠塞的深度適中
C. 選擇容器時，考慮其容積和耐壓性
D. 安裝藥品時，注意藥品的添加順序
測試自制簡易供氧器時，發現氧氣純度不高，可能的原因是（ ）
A. 反應不完全 B. 收集方法不當
C. 裝置內有雜質 D. 以上都有可能
基于特定需求為登山愛好者設計簡易供氧器，應重點考慮的因素是（ ）
A. 裝置的輕便性和氧氣產生量 B. 材料的美觀性
C. 制作的復雜程度 D. 成本的高低

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