1. A 某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠$(2Na_{2}CO_{3}· H_{2}O_{2}$加水溶解会分解生成$Na_{2}CO_{3}$和$H_{2}O_{2}$。
用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。

(1)反应仓中$H_{2}O_{2}$生成氧气的化学方程式是，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是(填字母)。
A. 可以通过气泡观察氧气生成的速率
B. 降低氧气温度
C. 加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法：。
(3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图2中可选用的气体发生装置是(填装置序号，下同)，收集装置是。

1. (1)$2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow$ AB
(2)在导管口放一根带火星的木条,若木条复燃,证明为氧气
(3)B C或E

【分析】
首先明确反应仓中过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气，据此书写化学方程式；过滤仓的水可通过气泡观察氧气生成速率，还能吸收热量降低氧气温度；验证氧气利用其助燃性，用带火星木条；实验室制取该氧气时，反应物状态为固体和液体，反应不需要加热，据此选发生装置，再根据氧气的密度和溶解性选收集装置。
【解析】
(1) 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；过滤仓中的水，一方面可通过产生气泡的快慢观察氧气生成的速率，另一方面反应仓壁温热说明反应放热，生成的氧气温度较高，水可降低氧气温度，故选AB。
(2) 利用氧气的助燃性，验证方法为：在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明该气体是氧气。
(3) 实验室制取该氧气时，反应物为固体（过碳酸钠、二氧化锰）和液体（水），反应不需要加热，因此选固液不加热型发生装置B；氧气密度比空气大，可选向上排空气法（装置C），氧气不易溶于水，也可选排水法（装置E），故收集装置选C或E。
【答案】
(1) $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；AB
(2) 在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气
(3) B；C或E
【知识点】
氧气的制取、过氧化氢分解反应、氧气的检验
【点评】
本题结合简易制氧机的跨学科实践情境，考查氧气制取的核心知识点，注重理论联系实际，难度适中，能较好检验学生对相关知识的掌握情况。
【难度系数】
0.7

2.$B$ 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$2Na_{2}CO_{3}· H_{2}O_{2}$,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$2(2Na_{2}CO_{3}· H_{2}O_{2})\xlongequalMnO_{2}}Na_{2}CO_{3}+H_{2}O+O_{2}\uparro$，该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机(如图1)

(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
小组设计了图2实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入$0.2\,\mathrm{g}\,MnO_{2}$,注入溶液,记录并处理$20\min$内数据如图3。


(3)检查图2装置气密性的操作是。
(4)反应的化学方程式为。
(5)④比③产氧量少,可能的原因是。
实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入$a\,\mathrm{g}$过碳酸钠、$0.2\,\mathrm{g}\,MnO_{2}$和$9.11\,\mathrm{mL}$水,待反应完全后收集到约$159.1\,\mathrm{mL}$水(产生氧气的量与上表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4。

(6)$a=$。(氧气的密度为$1.43\,\mathrm{g/L}$,忽略其他因素的影响)
(7)由图4可得出的结论是。
【活动三】制作供氧器
(8)综合分析,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中,形成的观点不正确的是(填字母)。
A.产氧和洗气装置组合不用一体化
B.内部气体流向采用高进低出方式
C.特定需求是选择制氧方法的重要依据
D.制氧机要符合美学、工程、安全等标准

2. (1)观察是否有气泡产生和产生气体的快慢
(2)洗气,使氧气具有一定的湿度
(3)堵住末端导管口,将注射器活塞拉动到一定位置,松开手后,活塞回到原位,则装置气密性良好
(4)$2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow$
(5)反应放出大量热,使反应物减少(合理即可)
(6)1.4
(7)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
(8)便于携带,能持续平稳地提供氧气
(9)A
点拨:(1)根据图示,反应会产生气体,通过观察窗可以观察是否有气泡产生和产生气体的快慢。
(2)人体吸入的氧气有湿度,则加湿仓的作用是洗气,使氧气具有一定的湿度。
(3)检查气密性要形成密闭容器,则检查图2装置气密性的操作是堵住末端导管口,将注射器活塞拉动到一定位置,松开手后,如果装置不漏气,活塞回到原位。
(4)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气,反应的化学方程式为$2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow$。
(5)分析表格数据,④比③产氧量少,可能的原因是反应放出大量热,使反应物减少(合理即可)。
(6)根据题意,得
$2(2Na_{2}CO_{3}· 3H_{2}O_{2})\xlongequal{MnO_{2}} 4Na_{2}CO_{3} + 6H_{2}O + 3O_{2}\uparrow$
628 96
$a\mathrm{g}$ $(159.1-9.11)× 10^{-3}\,\mathrm{L}× 1.43\mathrm{g/L}$
$\dfrac{628}{96}=\dfrac{a\mathrm{g}}{(159.1-9.11)× 10^{-3}\,\mathrm{L}× 1.43\mathrm{g/L}}$
解得$a=1.4$。
(7)分析图4,可以知道过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大。
(8)比较图3、图4,综合分析两种制取氧气的方式,选用过碳酸钠的理由:过碳酸钠是固体,便于携带,且能持续平稳地提供氧气。
(9)产氧和洗气装置组合更便于使用,所以需要一体化,A错误;图5的简易供氧器与真实产品都是内部气体流向采用高进低出方式,B正确;实验室和生活中的制氧方式不同,则特定需求是选择制氧方法的重要依据,C正确;制氧机是工业生产的民用商品,则要符合美学、工程、安全等标准,D正确。故选A。

【分析】
本题是结合“简易供氧器”实践活动的化学综合题，需逐一分析各小问：(1)观察窗用于观察制氧过程中气体产生的情况；(2)加湿仓作用需结合人体对氧气的需求分析；(3)装置气密性检查需利用密闭体系的压强变化判断；(4)过氧化氢分解的化学方程式为基础内容；(5)产氧量差异可从反应放热对反应物的影响分析；(6)需根据化学方程式，利用生成氧气的质量计算过碳酸钠的质量；(7)分析图4中加水量与产氧速率的关系得出结论；(8)对比制氧剂的状态和产氧特点分析选用理由；(9)结合供氧器结构和功能判断观点正误。
【解析】
(1)制氧过程会产生气体，观察窗可观察是否有气泡产生及产生气体的快慢，故答案为观察是否有气泡产生和产生气体的快慢；
(2)人体吸入的氧气需要一定湿度，加湿仓可洗气，使氧气具有一定湿度，故答案为洗气，使氧气具有一定的湿度；
(3)检查图2装置气密性时，先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，若活塞回到原位，说明装置气密性良好，故答案为堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位，则装置气密性良好；
(4)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(5)反应为放热反应，④比③产氧量少，可能是反应放出大量热，使反应物减少（合理即可）；
(6)生成氧气的体积为$(159.1 - 9.11)\,\mathrm{mL}=150\,\mathrm{mL}=0.15\,\mathrm{L}$，氧气质量为$0.15\,\mathrm{L}×1.43\,\mathrm{g/L}≈0.2145\,\mathrm{g}$。根据反应式$\ce{2(2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2})\xlongequal{MnO_{2}} 4Na_{2}CO_{3} + 6H_{2}O + 3O_{2}\uparrow}$，过碳酸钠相对质量为628，氧气总相对质量为96，设过碳酸钠质量为$a$，则$\dfrac{628}{96}=\dfrac{a}{0.2145\,\mathrm{g}}$，解得$a=1.4$；
(7)由图4可知，过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大；
(8)过碳酸钠为固体，便于携带，且能持续平稳提供氧气，故选用；
(9)A选项：产氧和洗气装置组合需一体化，方便使用，A错误；B选项：气体流向高进低出，正确；C选项：特定需求决定制氧方法，正确；D选项：制氧机要符合美学、工程、安全等标准，正确，故选A。
【答案】
(1)观察是否有气泡产生和产生气体的快慢
(2)洗气，使氧气具有一定的湿度
(3)堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位，则装置气密性良好
(4)$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(5)反应放出大量热，使反应物减少（合理即可）
(6)1.4
(7)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
(8)便于携带，能持续平稳地提供氧气
(9)A
【知识点】
化学方程式的计算、实验装置的作用分析、化学实验基本操作
【点评】
本题以“简易供氧器”实践活动为载体，将化学知识与生活实际结合，考查实验操作、化学方程式书写与计算、实验数据分析等内容，注重培养学生的实践应用能力，题型贴近生活，体现了化学的实用性。
【难度系数】
0.5