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1. 项目研究内容:基于特定需求设计和制作简易供氧器
2. 项目活动任务
[任务一]结合所学知识和调研资料,设计一种供氧装置。
任务完成形式:
利用生活中的物品设计简易自制供氧装置,介绍产品的工作原理、制作方法和供氧效果。
展示形式:(说明:两种展示形式,评价等级不同!)
(1)设计图纸,说明设计原理(工程原理、化学原理)。(文本)
(2)设计装置,讲解产品的工作原理、制作方法、供氧效果。(实物)
[任务二]说出你在该项目活动中遇到的最难解决的问题,以及你是如何解决的。
完成该项目你的收获是什么?
2. 项目活动任务
[任务一]结合所学知识和调研资料,设计一种供氧装置。
任务完成形式:
利用生活中的物品设计简易自制供氧装置,介绍产品的工作原理、制作方法和供氧效果。
展示形式:(说明:两种展示形式,评价等级不同!)
(1)设计图纸,说明设计原理(工程原理、化学原理)。(文本)
(2)设计装置,讲解产品的工作原理、制作方法、供氧效果。(实物)
[任务二]说出你在该项目活动中遇到的最难解决的问题,以及你是如何解决的。
完成该项目你的收获是什么?
答案
解：
---
任务一
1. 设计原理
化学原理：利用过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气，反应的文字表达式为：$\ce{过氧化氢 -＞[二氧化锰] 水 + 氧气}$，反应不需要加热，操作安全简便。
工程原理：装置分为反应仓、加湿观察仓两部分，反应仓用于发生反应生成氧气，加湿观察仓内盛有水，既可以通过观察气泡冒出速率判断供氧速度，又可以对氧气进行加湿，避免干燥氧气刺激呼吸道。
2. 制作方法
① 材料准备：2个500mL透明空塑料饮料瓶、塑料吸管、打孔器、防水密封胶、二氧化锰、医用过氧化氢溶液、清水。
② 取第一个塑料瓶作为反应仓，在其瓶盖上打2个孔，分别插入两根塑料吸管：一根吸管伸入瓶底作为加液管，另一根吸管仅露出瓶盖内侧作为导气管，用密封胶将瓶盖与吸管的衔接缝隙完全密封。
③ 取第二个塑料瓶作为加湿观察仓，向瓶内加入约1/3体积的清水，在其瓶盖上打2个孔：将反应仓引出的导气管插入加湿观察仓的水面以下，另一根吸管伸出瓶外作为出氧口，所有衔接缝隙用密封胶密封。
④ 向反应仓底部放入少量二氧化锰固体，组装整套装置后检查气密性：从加液管注入少量水，若出氧口持续冒出气泡、装置各处无漏水漏气，说明气密性合格。
3. 供氧效果
使用时从加液管缓慢加入稀释后的过氧化氢溶液，即可持续产生氧气，通过观察加湿观察仓内的气泡溢出速度，可调整过氧化氢的加入量，将供氧速率控制在每秒1~2个气泡，输出的氧气经水加湿后温润无刺激，可稳定供氧15~20分钟，满足临时简易供氧的使用需求。
---
任务二
1. 最难解决的问题：初始组装的装置气密性差，氧气从瓶盖与吸管的缝隙泄漏，无法稳定出氧。
解决方法：最初使用橡皮泥密封缝隙仍存在微小漏气，之后更换为防水密封胶，在瓶盖两侧的吸管衔接处都均匀涂抹密封胶，静置完全固化后再次检测，装置气密性完全符合要求。
2. 项目收获：
① 巩固了过氧化氢分解制氧气的相关化学知识，明确了催化剂的作用特点；
② 学会将课本中气体制备、除杂的相关原理和生活物品结合，提升了动手实践能力；
③ 体会到化学实验设计需要兼顾安全性、实用性，细节的优化会直接影响装置的使用效果。
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任务一
1. 设计原理
化学原理：利用过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气，反应的文字表达式为：$\ce{过氧化氢 -＞[二氧化锰] 水 + 氧气}$，反应不需要加热，操作安全简便。
工程原理：装置分为反应仓、加湿观察仓两部分，反应仓用于发生反应生成氧气，加湿观察仓内盛有水，既可以通过观察气泡冒出速率判断供氧速度，又可以对氧气进行加湿，避免干燥氧气刺激呼吸道。
2. 制作方法
① 材料准备：2个500mL透明空塑料饮料瓶、塑料吸管、打孔器、防水密封胶、二氧化锰、医用过氧化氢溶液、清水。
② 取第一个塑料瓶作为反应仓，在其瓶盖上打2个孔，分别插入两根塑料吸管：一根吸管伸入瓶底作为加液管，另一根吸管仅露出瓶盖内侧作为导气管，用密封胶将瓶盖与吸管的衔接缝隙完全密封。
③ 取第二个塑料瓶作为加湿观察仓，向瓶内加入约1/3体积的清水，在其瓶盖上打2个孔：将反应仓引出的导气管插入加湿观察仓的水面以下，另一根吸管伸出瓶外作为出氧口，所有衔接缝隙用密封胶密封。
④ 向反应仓底部放入少量二氧化锰固体，组装整套装置后检查气密性：从加液管注入少量水，若出氧口持续冒出气泡、装置各处无漏水漏气，说明气密性合格。
3. 供氧效果
使用时从加液管缓慢加入稀释后的过氧化氢溶液，即可持续产生氧气，通过观察加湿观察仓内的气泡溢出速度，可调整过氧化氢的加入量，将供氧速率控制在每秒1~2个气泡，输出的氧气经水加湿后温润无刺激，可稳定供氧15~20分钟，满足临时简易供氧的使用需求。
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任务二
1. 最难解决的问题：初始组装的装置气密性差，氧气从瓶盖与吸管的缝隙泄漏，无法稳定出氧。
解决方法：最初使用橡皮泥密封缝隙仍存在微小漏气，之后更换为防水密封胶，在瓶盖两侧的吸管衔接处都均匀涂抹密封胶，静置完全固化后再次检测，装置气密性完全符合要求。
2. 项目收获：
① 巩固了过氧化氢分解制氧气的相关化学知识，明确了催化剂的作用特点；
② 学会将课本中气体制备、除杂的相关原理和生活物品结合，提升了动手实践能力；
③ 体会到化学实验设计需要兼顾安全性、实用性，细节的优化会直接影响装置的使用效果。
1. 已知白醋能与鸡蛋壳反应生成二氧化碳气体，同学们利用内有过滤网的带盖塑料杯，设计实验(装置如图)验证质量守恒定律。实验前试剂和装置的总质量为$m_1$，倒立杯子充分反应后称量总质量为$m_2$，打开杯盖后称量总质量为$m_3$，三者的关系为$m_1=m_2＞m_3$。下列说法不正确的是（）
A.$m_1=m_2$，说明该反应遵守质量守恒定律
B.$m_1＞m_3$，是因为打开杯盖后有气体逸出
C.白醋是否过量，不影响对质量守恒定律的验证结果
D.通过该实验可知，验证质量守恒定律必须使用密封容器
A.$m_1=m_2$，说明该反应遵守质量守恒定律
B.$m_1＞m_3$，是因为打开杯盖后有气体逸出
C.白醋是否过量，不影响对质量守恒定律的验证结果
D.通过该实验可知，验证质量守恒定律必须使用密封容器
答案
D
解析
逐一分析选项：
1. 选项A：反应在带盖的密闭塑料杯中进行，反应前后总质量$m_1=m_2$，说明该反应体系总质量不变，遵守质量守恒定律，该说法正确。
2. 选项B：打开杯盖后，反应生成的二氧化碳气体逸出装置，导致总质量减小，因此$m_1＞m_3$，该说法正确。
3. 选项C：该实验装置为密闭体系，无论白醋是否过量，反应前后整个密闭装置的总质量都不会改变，不影响质量守恒定律的验证结果，该说法正确。
4. 选项D：验证质量守恒定律时，若反应没有气体参与、也没有气体生成，不需要使用密封容器也可完成验证，因此“必须使用密封容器”的说法错误。
1. 选项A：反应在带盖的密闭塑料杯中进行，反应前后总质量$m_1=m_2$，说明该反应体系总质量不变，遵守质量守恒定律，该说法正确。
2. 选项B：打开杯盖后，反应生成的二氧化碳气体逸出装置，导致总质量减小，因此$m_1＞m_3$，该说法正确。
3. 选项C：该实验装置为密闭体系，无论白醋是否过量，反应前后整个密闭装置的总质量都不会改变，不影响质量守恒定律的验证结果，该说法正确。
4. 选项D：验证质量守恒定律时，若反应没有气体参与、也没有气体生成，不需要使用密封容器也可完成验证，因此“必须使用密封容器”的说法错误。
2. 在反应$\ce{C + 2ZnO\xlongequal{高温} 2Zn + CO_{2}↑}$中，下列有关说法正确的是（）
A.反应前后各元素的化合价均无变化
B.反应前后锌元素的质量没有发生改变
C.参加反应的碳单质和氧化锌的质量比为$1:2$
D.反应后固体质量减小，不遵守质量守恒定律
A.反应前后各元素的化合价均无变化
B.反应前后锌元素的质量没有发生改变
C.参加反应的碳单质和氧化锌的质量比为$1:2$
D.反应后固体质量减小，不遵守质量守恒定律
答案
B
解析
逐一分析选项：
1. 分析A选项：反应前C为单质，化合价为0，ZnO中Zn为+2价；反应后Zn为单质，化合价为0，CO₂中C为+4价，碳元素、锌元素化合价发生改变，A错误。
2. 分析B选项：根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，因此反应前后锌元素的质量没有发生改变，B正确。
3. 分析C选项：参加反应的碳单质和氧化锌的质量比为12:[2×(65+16)]=12:162=2:27，不是1:2，1:2是二者的化学计量数之比，C错误。
4. 分析D选项：该反应生成的CO₂是气体逸出，导致反应后固体质量减小，但整个反应体系仍遵守质量守恒定律，D错误。
1. 分析A选项：反应前C为单质，化合价为0，ZnO中Zn为+2价；反应后Zn为单质，化合价为0，CO₂中C为+4价，碳元素、锌元素化合价发生改变，A错误。
2. 分析B选项：根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，因此反应前后锌元素的质量没有发生改变，B正确。
3. 分析C选项：参加反应的碳单质和氧化锌的质量比为12:[2×(65+16)]=12:162=2:27，不是1:2，1:2是二者的化学计量数之比，C错误。
4. 分析D选项：该反应生成的CO₂是气体逸出，导致反应后固体质量减小，但整个反应体系仍遵守质量守恒定律，D错误。
