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2. 探究 简易灭火器的设计与制作
活动目标
1. 加深对燃烧条件的认识,了解灭火的原理。
2. 了解简易灭火器的原理。
3. 体会化学及跨学科知识在社会实际中的应用。
活动准备
1. 你能说出日常生活中见过的几种灭火器吗？________
2. 下面的化学反应能迅速产生二氧化碳,可用于制作简易灭火器。
(1)碳酸钠(${Na_{2}CO_{3}}$)溶液与盐酸反应,生成二氧化碳、水和氯化钠。化学方程式：______
(2)碳酸氢钠(${NaHCO_{3}}$)溶液与盐酸反应,生成二氧化碳、水和氯化钠。化学方程式：______
3. 活动用品：______
你自己设计的实验方案所需要的用品：______
过程和方法
1. 问题________
2. 实验与分析
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|(1)如教科书中图7-6所示,点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一个烧杯。| | |
|(2)将另两支蜡烛分别放在两个烧杯中。| | |
|(3)然后向一个烧杯中加适量碳酸钠溶液和盐酸。| | |
|(4)蜡烛燃烧的现象有什么不同？请用灭火的原理分析和解释。| | |
3. 设计与制作
根据灭火原理及上述实验(3)利用的化学反应原理,可以设计一种简易灭火器(如教科书中图7-7)。
(1)请你思考并与同学交流：教科书中图7-7所示装置为什么能够灭火？依据的灭火原理是什么？________
(2)请你根据这一装置的原理,自行设计并制作一个简易灭火器(可以用实验室的仪器,也可以用生活中的用品)。
你的设计方案
反应原理：______
装置说明：______
装置图：
＜image＞
(3)在教师确认你设计的装置安全可行后,进行灭火演示。
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|①按设计的装置图连接仪器,并检查装置的气密性。| | |
|②加入试剂,组装好自制灭火器。| |反应的化学方程式：|
|③灭火操作(写出操作方法)。| |解释灭火原理：|
4. 展示与交流
(1)在设计与制作(3)中,如果装置的气密性不好,灭火时会出现什么现象？________
(2)如果要检验放出的气体是否是二氧化碳,可以用什么方法？________
(3)展示制作的灭火器,交流其优点及不足,探讨改进方案。
优点：______
不足：______
改进方案：______
(4)讨论制作灭火器需要考虑哪些因素。________
评价与反思
活动目标
1. 加深对燃烧条件的认识,了解灭火的原理。
2. 了解简易灭火器的原理。
3. 体会化学及跨学科知识在社会实际中的应用。
活动准备
1. 你能说出日常生活中见过的几种灭火器吗？________
2. 下面的化学反应能迅速产生二氧化碳,可用于制作简易灭火器。
(1)碳酸钠(${Na_{2}CO_{3}}$)溶液与盐酸反应,生成二氧化碳、水和氯化钠。化学方程式：______
(2)碳酸氢钠(${NaHCO_{3}}$)溶液与盐酸反应,生成二氧化碳、水和氯化钠。化学方程式：______
3. 活动用品：______
你自己设计的实验方案所需要的用品：______
过程和方法
1. 问题________
2. 实验与分析
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|(1)如教科书中图7-6所示,点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一个烧杯。| | |
|(2)将另两支蜡烛分别放在两个烧杯中。| | |
|(3)然后向一个烧杯中加适量碳酸钠溶液和盐酸。| | |
|(4)蜡烛燃烧的现象有什么不同？请用灭火的原理分析和解释。| | |
3. 设计与制作
根据灭火原理及上述实验(3)利用的化学反应原理,可以设计一种简易灭火器(如教科书中图7-7)。
(1)请你思考并与同学交流：教科书中图7-7所示装置为什么能够灭火？依据的灭火原理是什么？________
(2)请你根据这一装置的原理,自行设计并制作一个简易灭火器(可以用实验室的仪器,也可以用生活中的用品)。
你的设计方案
反应原理：______
装置说明：______
装置图：
＜image＞
(3)在教师确认你设计的装置安全可行后,进行灭火演示。
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|①按设计的装置图连接仪器,并检查装置的气密性。| | |
|②加入试剂,组装好自制灭火器。| |反应的化学方程式：|
|③灭火操作(写出操作方法)。| |解释灭火原理：|
4. 展示与交流
(1)在设计与制作(3)中,如果装置的气密性不好,灭火时会出现什么现象？________
(2)如果要检验放出的气体是否是二氧化碳,可以用什么方法？________
(3)展示制作的灭火器,交流其优点及不足,探讨改进方案。
优点：______
不足：______
改进方案：______
(4)讨论制作灭火器需要考虑哪些因素。________
评价与反思
答案
活动准备1. 干粉灭火器、二氧化碳灭火器、泡沫灭火器、水基型灭火器
2. (1) ${Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑}$
(2) ${NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑}$
3. 实验室仪器：锥形瓶、分液漏斗、导管、橡皮塞；药品：碳酸钠溶液（或碳酸氢钠溶液）、稀盐酸（合理即可）；自己设计方案用品：塑料瓶、小试管、吸管、碳酸氢钠溶液、稀盐酸（合理即可）
过程和方法1. 如何利用化学反应设计简易灭火器并理解其灭火原理？
2. 实验与分析
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|----|----|----|
|(1)|扣烧杯的蜡烛熄灭，另两支继续燃烧|扣烧杯的蜡烛因隔绝氧气（空气）而熄灭|
|(2)|蜡烛持续燃烧|烧杯敞口，能接触氧气，满足燃烧条件|
|(3)|产生大量气泡，蜡烛熄灭|碳酸钠与盐酸反应生成CO₂，CO₂不支持燃烧且密度比空气大，隔绝氧气|
|(4)|扣烧杯和加试剂的蜡烛熄灭，敞口未加试剂的继续燃烧|灭火原理：隔绝氧气（扣烧杯和CO₂覆盖）|
3. (1) 装置中两种试剂反应产生大量CO₂，CO₂从导管喷出覆盖在可燃物表面，隔绝氧气，从而灭火；依据灭火原理：隔绝氧气（或空气）
(2) 反应原理：${NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑}$；装置说明：用塑料瓶作反应器，内放碳酸氢钠溶液，小试管盛盐酸置于瓶中，瓶口塞带导管的橡皮塞，倾斜瓶子使盐酸与碳酸氢钠混合反应，CO₂从导管喷出（合理即可）；装置图：（画出塑料瓶、小试管、导管连接即可）
(3)
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|----|----|----|
|①|导管口有气泡冒出（或分液漏斗液面不下降）|装置气密性良好|
|②|无明显现象|${NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑}$|
|③|倾斜装置，对准火焰喷射|产生大量气泡，火焰熄灭|解释灭火原理：CO₂隔绝氧气|
4. (1) 产生的CO₂从漏气处逸出，喷出气体量不足，灭火效果差或不能灭火
(2) 将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为CO₂
(3) 优点：材料易得、操作简单；不足：气体喷射压力小、灭火范围有限；改进方案：用分液漏斗控制反应速率，增大容器容积增加药量（合理即可）
(4) 反应速率、气体生成量、装置气密性、安全性、操作简便性、成本
评价与反思：通过实验加深了对燃烧条件和灭火原理的理解，体会到化学知识在实际生活中的应用（合理即可）
2. (1) ${Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑}$
(2) ${NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑}$
3. 实验室仪器：锥形瓶、分液漏斗、导管、橡皮塞；药品：碳酸钠溶液（或碳酸氢钠溶液）、稀盐酸（合理即可）；自己设计方案用品：塑料瓶、小试管、吸管、碳酸氢钠溶液、稀盐酸（合理即可）
过程和方法1. 如何利用化学反应设计简易灭火器并理解其灭火原理？
2. 实验与分析
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|----|----|----|
|(1)|扣烧杯的蜡烛熄灭，另两支继续燃烧|扣烧杯的蜡烛因隔绝氧气（空气）而熄灭|
|(2)|蜡烛持续燃烧|烧杯敞口，能接触氧气，满足燃烧条件|
|(3)|产生大量气泡，蜡烛熄灭|碳酸钠与盐酸反应生成CO₂，CO₂不支持燃烧且密度比空气大，隔绝氧气|
|(4)|扣烧杯和加试剂的蜡烛熄灭，敞口未加试剂的继续燃烧|灭火原理：隔绝氧气（扣烧杯和CO₂覆盖）|
3. (1) 装置中两种试剂反应产生大量CO₂，CO₂从导管喷出覆盖在可燃物表面，隔绝氧气，从而灭火；依据灭火原理：隔绝氧气（或空气）
(2) 反应原理：${NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑}$；装置说明：用塑料瓶作反应器，内放碳酸氢钠溶液，小试管盛盐酸置于瓶中，瓶口塞带导管的橡皮塞，倾斜瓶子使盐酸与碳酸氢钠混合反应，CO₂从导管喷出（合理即可）；装置图：（画出塑料瓶、小试管、导管连接即可）
(3)
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|----|----|----|
|①|导管口有气泡冒出（或分液漏斗液面不下降）|装置气密性良好|
|②|无明显现象|${NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑}$|
|③|倾斜装置，对准火焰喷射|产生大量气泡，火焰熄灭|解释灭火原理：CO₂隔绝氧气|
4. (1) 产生的CO₂从漏气处逸出，喷出气体量不足，灭火效果差或不能灭火
(2) 将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为CO₂
(3) 优点：材料易得、操作简单；不足：气体喷射压力小、灭火范围有限；改进方案：用分液漏斗控制反应速率，增大容器容积增加药量（合理即可）
(4) 反应速率、气体生成量、装置气密性、安全性、操作简便性、成本
评价与反思：通过实验加深了对燃烧条件和灭火原理的理解，体会到化学知识在实际生活中的应用（合理即可）
解析
活动准备1结合生活常识及课本知识列举常见灭火器；2根据化学反应原理书写化学方程式，注意配平；3根据实验需求选择常见仪器和药品。过程和方法中实验与分析依据燃烧条件和灭火原理分析现象；设计与制作围绕反应原理和装置功能展开；展示与交流从装置性能、气体检验等角度作答。
______
答案
由于您未提供具体的题目内容，无法进行解答。请您补充题目信息，以便我为您提供准确的解析和答案。
