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5. 近年来，制氧机需求旺盛，市场上出现了多种类型的制氧机。
（一）化学药剂制氧机
图1是某品牌制氧机的工作原理示意图。在反应仓中首先加入适量的水、粉末状过碳酸钠$(2Na_{2}CO_{3}· 3H_{2}O_{2})$，然后加入粉末状二氧化锰，即产生氧气。
(1)该制氧机的制氧原理可分为两步。
第一步：过碳酸钠$\longrightarrow$碳酸钠$+$过氧化氢。
第二步：
(2)该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不直接选择过氧化氢溶液的原因是
A. 产物无污染
B. 制取成本更低
C. 储存和运输更方便
(3)根据以上原理分析，向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液，自制过碳酸钠。已知过碳酸钠的产率与反应温度的关系如下表所示。
分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是
(4)过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气
(5)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法：
(6)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入过滤仓）的方式，可能的原因有
(7)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是
A. 原料是否价廉易得
B. 所制气体的性质
C. 反应速率是否适中
D. 制得气体是否纯净
E. 实验条件是否易于控制
F. 是否安全、环保
（一）化学药剂制氧机
图1是某品牌制氧机的工作原理示意图。在反应仓中首先加入适量的水、粉末状过碳酸钠$(2Na_{2}CO_{3}· 3H_{2}O_{2})$，然后加入粉末状二氧化锰，即产生氧气。
(1)该制氧机的制氧原理可分为两步。
第一步：过碳酸钠$\longrightarrow$碳酸钠$+$过氧化氢。
第二步：
$过氧化氢\xrightarrow{二氧化锰}氧气+水$
（写出相关反应的文字表达式）。(2)该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不直接选择过氧化氢溶液的原因是
C
（填序号）。A. 产物无污染
B. 制取成本更低
C. 储存和运输更方便
(3)根据以上原理分析，向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液，自制过碳酸钠。已知过碳酸钠的产率与反应温度的关系如下表所示。
分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是
15~20
$°\mathrm{C}$。温度过高，产率反而降低，从制备过碳酸钠原料的性质分析产率降低的原因：过氧化氢受热会分解
。(4)过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气
不易
溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且还可以根据产生气泡的快慢
来判断产生氧气的速率。(5)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法：
将带火星的木条放在导管口,若木条复燃,则说明是氧气
。(6)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入过滤仓）的方式，可能的原因有
有利于气体排出,更有利于提纯氧气(或使氧气与水充分接触,提高加湿效果等,答案合理即可)
。(7)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是
B
（填序号）。A. 原料是否价廉易得
B. 所制气体的性质
C. 反应速率是否适中
D. 制得气体是否纯净
E. 实验条件是否易于控制
F. 是否安全、环保
答案
5. (1)$过氧化氢\xrightarrow{二氧化锰}氧气+水$ (2)C (3)15~20 过氧化氢受热会分解 (4)不易 产生气泡的快慢 (5)将带火星的木条放在导管口,若木条复燃,则说明是氧气 (6)有利于气体排出,更有利于提纯氧气(或使氧气与水充分接触,提高加湿效果等,答案合理即可) (7)B
解析
【分析】本题围绕化学药剂制氧机的工作原理展开，涉及氧气制取的反应、物质的性质、实验操作等知识点。解题时需结合题干信息，回忆初中化学中过氧化氢分解制氧气、氧气的检验与性质等相关知识，逐一分析各问题：
1. 第(1)问：根据制氧原理，第一步生成过氧化氢，第二步是过氧化氢在二氧化锰催化下分解，据此写出文字表达式；
2. 第(2)问：对比过碳酸钠固体和过氧化氢溶液的状态，分析储存运输的便利性，结合选项选择；
3. 第(3)问：根据产率与温度的关系，找出产率最高的温度范围，结合过氧化氢的热不稳定性分析温度过高产率降低的原因；
4. 第(4)问：利用氧气的溶解性判断，根据过滤仓中气泡的快慢判断氧气产生速率；
5. 第(5)问：依据氧气的助燃性，设计检验氧气的方法；
6. 第(6)问：结合气流方式的特点，分析其对气体排出和加湿的作用；
7. 第(7)问：分析选择反应原理时需考虑的因素，排除不需要的选项。
【解析】
(1) 第一步反应生成过氧化氢，第二步是过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解为水和氧气，文字表达式为：$\boxed{过氧化氢\xrightarrow{二氧化锰}氧气+水}$；
(2) 过碳酸钠为固体，相比过氧化氢溶液，固体更便于储存和运输，故选C；
(3) 由产率与温度的关系可知，产率最高的温度范围是15~20℃；温度过高时，原料中的过氧化氢受热易分解，导致产率降低；
(4) 氧气不易溶于水，可通过过滤仓的水湿润氧气；可根据过滤仓中产生气泡的快慢判断氧气产生的速率；
(5) 利用氧气的助燃性，检验方法为：将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明导出的气体是氧气；
(6) 高压进低压出的气流方式，有利于气体排出，且能使氧气与水充分接触，提高加湿效果（或有利于氧气的提纯，合理即可）；
(7) 选择简易供氧器的反应原理时，需考虑原料是否价廉易得、反应速率是否适中、实验条件是否易于控制、是否安全环保，而所制气体的性质是制得气体后需要关注的，不是选择反应原理时的考虑因素，故选B。
【答案】
(1)$过氧化氢\xrightarrow{二氧化锰}氧气+水$
(2)C
(3)15~20；过氧化氢受热会分解
(4)不易；产生气泡的快慢
(5)将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明是氧气
(6)有利于气体排出，更有利于提纯氧气(或使氧气与水充分接触，提高加湿效果等，答案合理即可)
(7)B
【知识点】
氧气的制取；物质的性质；化学实验设计
【点评】
本题结合生活中的制氧机，将化学知识与实际应用相结合，考查氧气制取的原理、物质的性质及实验操作，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：根据制氧原理，第一步生成过氧化氢，第二步是过氧化氢在二氧化锰催化下分解，据此写出文字表达式；
2. 第(2)问：对比过碳酸钠固体和过氧化氢溶液的状态，分析储存运输的便利性，结合选项选择；
3. 第(3)问：根据产率与温度的关系，找出产率最高的温度范围，结合过氧化氢的热不稳定性分析温度过高产率降低的原因；
4. 第(4)问：利用氧气的溶解性判断，根据过滤仓中气泡的快慢判断氧气产生速率；
5. 第(5)问：依据氧气的助燃性，设计检验氧气的方法；
6. 第(6)问：结合气流方式的特点，分析其对气体排出和加湿的作用；
7. 第(7)问：分析选择反应原理时需考虑的因素，排除不需要的选项。
【解析】
(1) 第一步反应生成过氧化氢，第二步是过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解为水和氧气，文字表达式为：$\boxed{过氧化氢\xrightarrow{二氧化锰}氧气+水}$；
(2) 过碳酸钠为固体，相比过氧化氢溶液，固体更便于储存和运输，故选C；
(3) 由产率与温度的关系可知，产率最高的温度范围是15~20℃；温度过高时，原料中的过氧化氢受热易分解，导致产率降低；
(4) 氧气不易溶于水，可通过过滤仓的水湿润氧气；可根据过滤仓中产生气泡的快慢判断氧气产生的速率；
(5) 利用氧气的助燃性，检验方法为：将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明导出的气体是氧气；
(6) 高压进低压出的气流方式，有利于气体排出，且能使氧气与水充分接触，提高加湿效果（或有利于氧气的提纯，合理即可）；
(7) 选择简易供氧器的反应原理时，需考虑原料是否价廉易得、反应速率是否适中、实验条件是否易于控制、是否安全环保，而所制气体的性质是制得气体后需要关注的，不是选择反应原理时的考虑因素，故选B。
【答案】
(1)$过氧化氢\xrightarrow{二氧化锰}氧气+水$
(2)C
(3)15~20；过氧化氢受热会分解
(4)不易；产生气泡的快慢
(5)将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明是氧气
(6)有利于气体排出，更有利于提纯氧气(或使氧气与水充分接触，提高加湿效果等，答案合理即可)
(7)B
【知识点】
氧气的制取；物质的性质；化学实验设计
【点评】
本题结合生活中的制氧机，将化学知识与实际应用相结合，考查氧气制取的原理、物质的性质及实验操作，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
