资源简介

(共21张PPT)
基于特定需求设计和
制作简易供氧器
目 录
活动引入
2
活动设计与实施
3
展示与交流
4
活动目标
1
活动目标
进一步巩固对氧气性质和实验室制取氧气的原理与装置的认识，了解实现物质定量转化的方法，综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题
活动引入
氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。
我们能不能利用生活中的材料和相关试剂，设计和制作一个简易供氧器呢
活动设计与实施
任 务 1
了解需求
哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器呢？
孕妇补氧——家庭制氧机
病人吸氧——医用供氧器
高原吸氧——便携式吸氧瓶
相应的供氧器应具有怎样的特点
医用供氧器
优点：氧气纯度高；有医生的指导，更专业。
不足：受地方限制，不能即时吸氧；费用较高。
家庭制氧机
优点：便利，在家可以吸氧；制氧成本经济划算。
不足：需要通电，出门无法使用。
便携式吸氧瓶
优点：随身可携带；氧气纯度高。
不足：成本较高；一次性使用，丢弃的瓶子造成
资源浪费。
任 务 2
获取信息
目前商业化的供氧器有哪些类型呢？
化学药剂制氧机
分子筛制氧机
富氧膜制氧机
电子制氧机
氧立得是一款化学药剂家用制氧机，如下是其拆解后的结构。
（1）性状：
A剂：固体氧释放剂(白色颗粒)，采用先进工艺生产，颗粒均匀，保质期长。
B剂：催化剂(黑色粉末或颗粒)，采用特殊工艺生产，保证出氧量稳定。
（2）规格：A剂：100g/包 B剂：3g/包
急救包(3包A剂，3包B剂) A剂：100g/包 B剂：9g/包
（3）成分：A剂：过碳酸钠 B剂：二氧化锰
（4）氧含量：99.5%
（5）作用与用途：用于各种缺氧症状的补充供氧
（6）储藏方法：干燥阴凉处保存
氧立得的使用说明
氧立得的操作方法
请将印有商标的一面朝向您：
把提手向前方推倒，解除上盖的密封锁定，打开盖子。
向内桶左面的过滤加湿仓和右面的反应仓加清水至水位线。
向内桶右面的反应仓加入制氧剂，先放A剂，后放B剂。
盖好上盖(导管插孔在左面)，把提手扳回正上方锁紧。
插好导管和鼻塞，开始吸氧，由观察窗看到供氧情况。
气泡消失，表示供氧完毕，打开上盖，取出内桶，
倒出残液，冲洗干净收存。
氧立得制氧机与实验室制取氧气在制氧原理、收集方法、仪器装置有
什么不同吗？
原理：
结构：
2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3 + 3H2O2
2H2O2 2H2O + O2↑
过碳酸钠
二氧化锰
实验室用过氧化氢溶液 氧立得制氧机
原理
装置/结构
2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3 + 3H2O2
2H2O2 2H2O + O2↑
2H2O2 2H2O + O2↑
氧立得与过氧化氢溶液制取氧气的仪器的异同
制氧机的部位 过氧化氢溶液制氧气的仪器
1—氧气输出仓
2—密封盖
3—氧气通道
4—反应仓
5—加湿过滤仓
导管口
橡皮塞
导管
试管
水槽
总结供氧器的工作原理和组成特点
使反应液与催化剂接触，产生氧气
对产生的氧气进行洗涤和加湿，更有利于人体呼吸
输送氧气
任 务 3
设计制作
如何设计一款简易的制氧机呢？类比实验室制取氧气的思路，小组讨论制作简易制氧机的思路？
发生装置：
试剂状态、
反应条件
确定反应原理
选择发生装置
过氧化氢分解制取氧气
选择收集装置
收集装置：
气体的性质：密度、是否溶于水，是否与水反应等
基于需求确定制备原理
选择反应装置
确定吸氧设备
你会选择哪一种原理制作制氧机呢？
小组讨论选择制氧原理时需考虑哪些因素呢？
需考虑哪些因素：适用的场景、原料来源、安全、环保、操作是否方便等等。
过碳酸钠
……
分离液态空气
电解水
过氧化氢溶液分解
O2
加热高锰酸钾
实际供氧量
氧立得说明书使用建议:
除了上述因素外，还需考虑哪些什么呢？
通用情况 A剂+B剂 用水量 供氧量/分钟 时间 备注
日常保健 1A + 1B 约600毫升冬季少加100毫升夏季多加100毫升 ≥ 350mL ≥ 15分钟 水温高低会影响供氧时间，但总出氧量不会减少
一般缺氧 2A + 1B ≥ 500mL ≥ 25分钟
急救 3A + 2B ≥ 1200mL ≥ 15分钟
标准状况下，氧气的密度为1.43 g/L，如果要供给正常健康人连续吸氧10分钟，制氧的气流量约为350mL/min，产生的氧气纯度约为99.5%，大约需要过氧化氢多少克
如何定量确定制氧剂呢？
解：产生氧气的质量=
设大约需要过氧化氢的质量为x。
2H2O2 2H2O + O2↑
32
5 g
68
x
x = 10.6 g
答：大约需要过氧化氢的质量为10.6 g。
相对原子质量H-1 O-16
解：产生氧气的质量=1.43 g/L×10 min×0.35 L/min×99.5% ≈ 5 g
动手实践：
1. 根据使用要求和已有条件，选择合适的制氧原理，设计供氧器的组成和结构，绘制设计图，通过计算确定相关试剂的用量，制作简易供氧器。
初版草图示例(仅供参考)
2. 对产品进行试验，了解其供氧效果，并对试验结果进行分析，从工程技术角度进一步优化产品，编写自制供氧器的使用说明书。
说明书可从产品特点、结构、制氧步骤、注意事项等方面书写

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