(2024·扬州高邮期中)市场上的制氧机主要有便携式制氧机和氧烛两类。某便携式制氧机(图甲)是利用过碳酸钠溶于水释放出过氧化氢，过氧化氢分解产生氧气；氧烛(图乙)的产氧药块由氯酸钠、镁粉(燃烧时提供氯酸钠反应所需的热量)和少量催化剂组成，通过撞击火帽引发反应，持续放出高纯氧气，释放氧气的化学方程式为$2NaClO_{3}\frac {催化剂}{500∼ 600^{\circ }C}2NaCl+3O_{2}\uparrow$，回答第1～3题。

1. 下列物质中含有氧分子的是 ()
A. $H_{2}O_{2}$
B. $CO_{2}$
C. $SO_{2}$
D. $O_{2}$
2. 依据便携式制氧机的原理分析，下列有关说法不正确的是 ()
A. 加湿仓的作用是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B. 输出的氧气可作为高能燃料
C. 根据加湿仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
D. 夏天使用时，反应仓内宜适当多加些水
3. 依据氧烛制氧的原理分析，下列有关说法不正确的是 ()
A. 氧烛中添加催化剂能增加生成氧气的量
B. 氧烛制氧过程涉及分解反应
C. 运输氧烛过程，应避免受到撞击
D. 镁粉过少会使反应无法持续进行，过多将减少产氧量

1. D 2. B 3. A

【分析】要判断物质是否含有氧分子，需明确：氧分子是构成氧气的微粒，只有氧气单质中才含有氧分子；化合物的分子中仅含氧原子，不含氧分子。解题时需逐一分析各选项物质的微观构成。
【解析】A选项$H_{2}O_{2}$由过氧化氢分子构成，不含氧分子；B选项$CO_{2}$由二氧化碳分子构成，不含氧分子；C选项$SO_{2}$由二氧化硫分子构成，不含氧分子；D选项$O_{2}$是氧气单质，由氧分子构成，含有氧分子。
【答案】D
【知识点】物质的微观构成、分子与原子的区别
【点评】本题考查物质的构成，核心是区分“氧分子”和“氧原子”，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.7
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【分析】本题围绕便携式制氧机的原理分析选项，需结合制氧机结构（加湿仓、反应仓）和氧气的性质逐一判断：制氧机中过氧化氢分解生成氧气，氧气通过加湿仓的水排出，需明确氧气的性质及装置各部分的作用。
【解析】A选项：加湿仓的水可使氧气通过时带出水汽，起到湿润氧气的作用，说法正确；B选项：氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作为高能燃料，说法错误；C选项：氧气通过水时产生气泡，气泡多少可判断氧气排出快慢，说法正确；D选项：夏天温度高反应快，适当加水可调节反应速率，说法正确。
【答案】B
【知识点】氧气的性质、实验装置的作用
【点评】本题结合实际装置考查氧气的性质，需理解装置功能，属于中等难度题。
【难度系数】0.6
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【分析】本题围绕氧烛制氧原理分析选项，需明确：催化剂仅改变化学反应速率，不改变生成物质量；氯酸钠分解属于分解反应；氧烛撞击火帽会引发反应；镁粉的作用是提供反应热量。
【解析】A选项：催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物（氧气）的量，说法错误；B选项：反应$2NaClO_{3}\frac {催化剂}{500∼ 600^{\circ }C}2NaCl+3O_{2}\uparrow$符合“一变多”，属于分解反应，说法正确；C选项：氧烛撞击火帽会引发反应，运输时需避免撞击，说法正确；D选项：镁粉过少热量不足使反应无法持续，过多会消耗部分产氧原料，减少产氧量，说法正确。
【答案】A
【知识点】催化剂的作用、分解反应、物质的性质
【点评】本题结合氧烛原理考查化学反应相关概念，需准确理解催化剂的作用，属于中等偏难题。
【难度系数】0.5

4.（2024·扬州邗江期中）兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。
活动一：探秘制氧原理。
目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。
（1）分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图甲所示。则该制氧机制得的“氧气”属于（填“纯净物”或“混合物”）。

（1）混合物

【分析】首先明确纯净物和混合物的定义：纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上物质组成。题目中提到分子筛制氧法获得“高浓度的氧气”，说明制得的气体中除氧气外还含有其他少量气体，并非仅由氧气一种物质组成，据此判断物质类别。
【解析】根据纯净物与混合物的定义，仅由一种物质组成的是纯净物，由多种物质组成的是混合物。该制氧机制得的是“高浓度的氧气”，说明其中除氧气外还含有其他气体，属于多种物质组成，因此属于混合物。
【答案】混合物
【知识点】纯净物与混合物的判断
【点评】本题考查纯净物和混合物的基本概念，结合题目中“高浓度氧气”的描述即可判断，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.8

（2）市场上销售的家用化学试剂制氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体(化学式为$2Na_2CO_3 · 3H_2O_2$),溶于水后能发生反应:$2(2Na_2CO_3 · 3H_2O_2)\xlongequal{MnO_2}4Na_2CO_3 +6H_2O +3O_2\uparrow$，且该反应放热。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是。
活动二:选择制氧试剂。
【查阅资料】常温常压下产生150 mL的氧气,以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1 mL;以过碳酸钠为制氧剂需要1.41 g。
【实验方案】利用如图乙所示的装置设计如表实验并记录0~20 min量筒中水的体积。

(3)检查装置气密性时,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,活塞回到原位置,说明装置(填“漏气”或“不漏气”)。
(4)实验2中水的体积较合适的是(填“1.41 mL”或“9.1 mL”)。
(5)依据如图丙所示的实验结果,小组同学决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂,理由如下:
① 过碳酸钠是固体,比过氧化氢溶液便于携带。
② 。
活动三:自制制氧装置。
(6)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图丁所示的装置。洗气装置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. 观察氧气生成速率
B. 降低吸入氧气温度
C. 加快氧气生成速率
活动四:成果交流展示。
(7)小组同学将自制简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图戊所示的迭代优化,请写出改进后装置的一个优点:。

（2）高锰酸钾制取氧气需要加热 （3）不漏气 （4）9.1 mL （5）② 过碳酸钠制取氧气的速率更大 （6）AB （7）反应装置和洗气装置一体化,方便携带(合理答案均可)

【分析】
本题围绕家用制氧机的制氧试剂选择、装置设计等问题展开，需结合氧气制取原理、实验探究的控制变量法、装置气密性检验方法等知识分析：
1. 问题（2）：对比高锰酸钾制氧与题目中制氧反应的条件，高锰酸钾分解需要加热，而题目中的反应常温即可进行，据此分析不选高锰酸钾的原因；
2. 问题（3）：根据装置气密性检验的气压变化原理，拉动活塞后松开回到原位说明装置不漏气；
3. 问题（4）：实验设计需控制变量，实验1注射器中液体体积为9.1mL，实验2注射器加水体积应与之一致，保证变量唯一；
4. 问题（5）：结合实验结果，过碳酸钠制氧速率更大，适合便携式制氧；
5. 问题（6）：分析洗气装置中水的作用，从观察速率和降温两方面判断；
6. 问题（7）：从装置优化的角度，改进后一体化，方便携带等。
【解析】
（2）高锰酸钾制取氧气需要加热，属于固体加热型反应，需要额外加热装置，操作复杂，不适合家用便携式制氧，而题目中的制氧反应在常温下即可进行，因此不采用高锰酸钾分解制氧气。
（3）检查装置气密性时，堵住末端导管口，拉动注射器活塞，装置内压强减小，松开手后，若活塞回到原位置，说明装置内外压强恢复平衡，装置不漏气。
（4）实验设计需遵循控制变量原则，实验1中注射器内液体体积为9.1mL，实验2中注射器内加入水的体积应与实验1的液体体积相同，保证除制氧剂种类外其他条件一致，因此水的体积选9.1mL。
（5）对比实验结果可知，过碳酸钠制取氧气的速率更大，更适合作为便携式制氧机的制氧剂。
（6）洗气装置中的水，可通过观察气泡产生的快慢判断氧气生成速率；反应放热，氧气通过水时可降低吸入氧气的温度，因此选AB。
（7）改进后装置将反应装置和洗气装置一体化，方便携带，适合家用制氧机的需求（合理即可）。
【答案】
（2）高锰酸钾制取氧气需要加热；（3）不漏气；（4）9.1 mL；（5）②过碳酸钠制取氧气的速率更大；（6）AB；（7）反应装置和洗气装置一体化，方便携带（合理答案均可）
【知识点】
氧气制取原理、装置气密性检查、实验控制变量、气体净化
【点评】
本题结合家用制氧机的实际应用，考查氧气制取相关知识的综合运用，注重实验探究方法和化学知识在生活中的应用，难度适中，需学生具备分析实验、解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.5