14. 项目化学习小组利用废弃塑料瓶、吸管等材料(如图甲)制作简易制氧机,并购买制氧剂(分为A剂、B剂),制氧剂的使用说明如下表所示。

制氧原理:$\ce{2Na_{2}CO_{4}\xlongequal{MnO_{2}} 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}\uparrow}$
| 适用情况 | A剂 | B剂 | 水量 | 平均供氧量 | 供氧时间 | 供氧体积 |
|------------|-----|-----|--------|------------|----------|----------|
| 保健吸氧 | 1袋 | 1袋 | 200mL | 图250mL/min | 90min | 4500mL |
| 高原吸氧 | 2袋 | 1袋 | 200mL | 150mL/min | 60min | 9000mL |
| 紧急使用 | 1袋 | 4袋 | 200mL | 300mL/min | 15min | 4500mL |
(1)【制作装置】小组同学搭建并密封装置(如图乙),请在虚线框处补全M、N两处吸管的放置情况。
(2)【检查装置】制取氧气前,应检查装置的。
(3)【添加原料】A剂、B剂为过碳酸钠或二氧化锰,请据表推测B剂成分并写出依据。
。
(4)【制取氧气】“保健吸氧”情况下供氧10 min,理论上至少需要加入过碳酸钠($\ce{Na_{2}CO_{4}}$)多少克?(写出计算过程,已知$\rho_{\mathrm{氧气}}=1.28\mathrm{g/L}$)
制氧原理:$\ce{2Na_{2}CO_{4}\xlongequal{MnO_{2}} 2Na_{2}CO_{3} + O_{2}\uparrow}$
| 适用情况 | A剂 | B剂 | 水量 | 平均供氧量 | 供氧时间 | 供氧体积 |
|------------|-----|-----|--------|------------|----------|----------|
| 保健吸氧 | 1袋 | 1袋 | 200mL | 图250mL/min | 90min | 4500mL |
| 高原吸氧 | 2袋 | 1袋 | 200mL | 150mL/min | 60min | 9000mL |
| 紧急使用 | 1袋 | 4袋 | 200mL | 300mL/min | 15min | 4500mL |
(1)【制作装置】小组同学搭建并密封装置(如图乙),请在虚线框处补全M、N两处吸管的放置情况。
(2)【检查装置】制取氧气前,应检查装置的。
(3)【添加原料】A剂、B剂为过碳酸钠或二氧化锰,请据表推测B剂成分并写出依据。
。
(4)【制取氧气】“保健吸氧”情况下供氧10 min,理论上至少需要加入过碳酸钠($\ce{Na_{2}CO_{4}}$)多少克?(写出计算过程,已知$\rho_{\mathrm{氧气}}=1.28\mathrm{g/L}$)
答案
14.(1)
(2)气密性
(3)B剂是二氧化锰,对比“保健吸氧”和“紧急使用”,B剂增加后只改变了供氧速率,供氧体积没有改变,说明B剂是催化剂二氧化锰
(4)供氧 10 min 需要 O₂ 的质量为$m=\rho_{\mathrm{氧气}}V=1.28×(50 × 10÷1000\ )=0.64\ \mathrm{g}$,设理论上至少需要加入过碳酸钠的质量为$x$。
$\ce{2Na_{2}CO_{4}\xlongequal{MnO_{2}}2Na_{2}CO_{3} + O_{2}\uparrow}$
244 32
$x$ 0.64 g
$\dfrac{244}{x}=\dfrac{32}{0.64\ \mathrm{g}}$ $x=4.88\ \mathrm{g}$
答:理论上至少需要加入过碳酸钠 4.88 g。
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