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第四单元 跨学科实践活动 2 基于特定需求设计和制作简易供氧器 导学案
一、自主预科填空
常见的制取氧气的方法有________、________和________。
氧气的密度比空气________，________溶于水。
二、知识清单
设计思路
确定供氧需求：________。
选择制取氧气的方法：________。
考虑材料和成本：________。
制作过程
准备材料和工具：________。
组装装置：________。
测试和改进：________。
注意事项
安全性：________。
密封性：________。
稳定性：________。
三、要点讲解
设计思路
确定供氧需求：首先要明确使用场景和所需氧气的量，例如是用于急救、户外活动还是其他特定场合，以及所需氧气的持续供应时间等。
选择制取氧气的方法：根据供氧需求和实际条件，选择合适的制取氧气的方法。如过氧化氢分解制取氧气相对简单，但产生氧气量有限；加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气能产生较多氧气，但需要加热装置且操作较复杂。
考虑材料和成本：在设计时要选用易得、廉价且安全的材料，同时要控制成本，确保制作的简易供氧器具有实用性和经济性。
常考易错点：对供氧需求分析不全面，导致选择的制取方法不恰当；忽略材料的安全性和成本问题。
制作过程
准备材料和工具：根据设计方案，准备所需的药品、容器、导管、橡胶塞、集气瓶等材料，以及剪刀、镊子、胶水等工具。
组装装置：按照设计好的结构，将各个部件进行组装，注意连接部位要紧密，确保装置的密封性。
测试和改进：组装完成后，进行测试，检查氧气的产生速度、纯度以及装置的稳定性。根据测试结果，对装置进行改进和优化。
常考易错点：组装过程中操作不规范，导致装置漏气；测试时没有全面评估装置的性能。
注意事项
安全性：使用的药品和材料要安全，避免发生危险。如避免使用强腐蚀性或易燃易爆的物质。
密封性：装置的各个连接处要密封良好，防止氧气泄漏。
稳定性：装置要稳固，不易倾倒或损坏，保证在使用过程中的可靠性。
常考易错点：忽视安全性问题，造成实验事故；密封性不佳导致氧气产量不足；装置不稳定影响使用效果。
四、例题赏析
在设计简易供氧器时，如果需要长时间持续供应少量氧气，较合适的制取氧气的方法是（ ）
A. 加热高锰酸钾 B. 加热氯酸钾
C. 过氧化氢分解 D. 电解水
答案：C
解析：过氧化氢分解制取氧气的操作相对简单，且可以通过控制反应物的量来实现长时间持续供应少量氧气。加热高锰酸钾和加热氯酸钾制取氧气需要加热，操作较复杂，且不便于控制氧气产生的速度和量。电解水制取氧气成本较高且装置复杂。C 选项正确。
制作简易供氧器时，在组装装置后进行测试，发现氧气产生速度过慢，可能的原因是（ ）
A. 药品用量不足 B. 装置漏气
C. 催化剂使用不当 D. 以上都有可能
答案：D
解析：药品用量不足会导致反应产生的氧气量少，从而使氧气产生速度变慢；装置漏气会使反应产生的氧气泄漏，影响实际产生氧气的速度；催化剂使用不当可能降低反应速率，导致氧气产生速度过慢。D 选项正确。
五、考点集训
设计简易供氧器时，为了降低成本，下列材料中不合适的是（ ）
A. 塑料瓶 B. 不锈钢管 C. 玻璃容器 D. 昂贵的化学试剂
在制作简易供氧器的过程中，下列操作错误的是（ ）
A. 用胶水密封连接处时，胶水涂抹过多
B. 组装导管时，确保导管插入橡胶塞的深度适中
C. 选择容器时，考虑其容积和耐压性
D. 安装药品时，注意药品的添加顺序
测试自制简易供氧器时，发现氧气纯度不高，可能的原因是（ ）
A. 反应不完全 B. 收集方法不当
C. 装置内有杂质 D. 以上都有可能
基于特定需求为登山爱好者设计简易供氧器，应重点考虑的因素是（ ）
A. 装置的轻便性和氧气产生量 B. 材料的美观性
C. 制作的复杂程度 D. 成本的高低

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