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5.3 基于特定需求设计和制作简易供氧器 分层作业（原卷版）-人教版（新教材）化学九上
一、基础巩固
小深同学使用家用制氧机制取氧气，试剂原料为过碳酸钠和二氧化锰。其中制氧剂过碳酸钠溶于水能生成碳酸钠与过氧化氢。完成各小题。
1．关于原料，下列化学用语表述错误的是（　　）
A．过碳酸钠中的阳离子：Na+
B．2个过氧化氢分子：2H2O2
C．碳酸钠：NaCO3
D．二氧化锰中氧元素的化合价：Mn2
2．如图是氧元素、锰元素在元素周期表中的信息。下列说法正确的是（　　）
A．氧元素是金属元素
B．锰原子的核外电子数为25
C．化学反应中，氧原子容易失去电子，形成阳离子
D．锰原子的质量为54.94
3．如图是制氧机的工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．反应仓内生成氧气的化学方程式为H2O2H2↑+O2↑
B．加湿过滤仓利用了氧气易溶于水的物理性质
C．制得的氧气可用带火星的木条检验
D．二氧化锰作为催化剂，反应前后质量与性质不变
【答案】1．C
2．B
3．C
【知识点】氧气的检验和验满；催化剂的特点与催化作用；元素周期表的特点及其应用；化学符号及其周围数字的意义；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【分析】（1）A、根据离子符号的书写进行分析解答；
B、根据化学式前面的数字表示分子个数进行分析解答；
C、根据化合物中正、负化合价代数和为0书写化学式进行分析解答；
D、根据化合物中某元素化合价的表示方法是先写出该物质的化学式，再在相应元素符号的正上方表上化合价进行分析解答；
（2）A、根据元素名称的偏旁部首进行分析解答；
B、根据原子中，原子序数=质子数=核外电子数进行分析解答；
C、根据原子的最外层电子数大于4，在化学反应中容易得到电子，形成阴离子进行分析解答；
D、根据元素周期表一个小格最下方数字表示原子的相对原子质量而不是实际质量进行分析解答；
（3）A、根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气进行分析解答；
B、根据氧气不易溶于水进行分析解答；
C、根据氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃进行分析解答；
D、根据催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变进行分析解答。
1．A、过氧碳酸钠中的阳离子是钠离子，其符号为：Na+，故A正确；
B、化学式前面的数字表示分子个数，2个过氧化氢分子为：2H2O2，故B正确；
C、碳酸钠中钠显+1价，碳酸根显-2价，根据化合物中正、负化合价的代数和为0书写碳酸钠化学式为：Na2CO3，故C错误；
D、二氧化锰中氧元素的化合价为-2价，表示为 ：Mn2 ，故D正确；
故答案为：C；
2．A、元素名称带有“气”、“氵”、“石”偏旁部首的属于非金属元素，所以氧元素属于非金属元素，故A错误；
B、元素周期表一个小格左上角的数字表示原子序数，在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，所以锰原子的核外电子数为25，故B正确；
C、元素周期表一个小格左上角的数字表示原子序数，在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，所以氧原子的质子数=核外电子数=8，其核外电子排布第一、二层分别为2、6，最外层电子数大于4.在化学反应中容易得到电子，形成阴离子，故C错误；
D、元素周期表一个小格最下方的数字表示相对原子质量，所以锰原子的相对原子质量为54.94，而不是锰原子的实际质量，故D错误；
故答案为：B；
3．A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，其反应的化学方程式为： 2H2O22H2O+O2↑，故A错误；
B、 加湿过滤仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，故B错误；
C、氧气具有助燃性，所以制得的氧气可用带火星的木条检验，若木条复燃，证明为氧气，故C正确；
D、二氧化锰作为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故D错误。
故答案为：C。
4．下图为某化学兴趣小组给停电鱼缸设计和制作的简易供氧器的工作原理图。回答下列问题：
（1）该鱼缸供氧器的反应原理为　 　（用化学方程式表示）。
（2）鱼缸供氧器选择H2O2溶液为原料的优点是　 　（写一条即可，贴合鱼缸使用场景）。
（3）反应仓和废液仓相连的导管上方铺设过滤材料的作用是　 　。
（4）化学兴趣小组在输氧管末端包裹多层纱布后，鱼缸中溶氧量显著提升，原因是　 　。
【答案】（1）；
（2）产物无污染；
（3）过滤反应产生的杂质；
（4）增大氧气与水的接触面积，加快氧气溶解速率。
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；氧气的实验室制法；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】（1）从图示可知，该鱼缸供氧器的反应仓里过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，其反应的化学方程式为：；
故答案为：；
（2）鱼缸供氧器选择过氧化氢溶液为原料优点是过氧化氢分解生成水和氧气，产物无污染，不会改变鱼缸水质或引入有害物质，适合长期使用；
故答案为：产物无污染；
（3）反应仓和废液仓相连的导管上方铺设过滤材料可过滤掉反应产生的杂质，避免杂质进入废液仓或影响后续反应，保证装置正常进行；
故答案为：过滤反应产生的杂质；
（4）输氧管末端包裹多层纱布后，氧气与水的接触面积增大，氧气在水中的溶解速率加快，更多氧气溶解于水中，从而提升鱼缸的溶氧量。
故答案为：增大氧气与水的接触面积，加快氧气溶解速率。
【分析】（1）根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气的化学方程式的书写进行分析解答；
（2）根据过氧化氢分解生成水和氧气，产物无污染进行分析解答。
（3）根据过滤材料可以过滤反应产生的杂质进行分析解答；
（4）根据输氧管末端包裹多层纱布后，增大氧气与水的接触面积，加快氧气溶解速率进行分析解答。
二、能力提升
5．从化学视角对下列跨学科实践活动的描述不正确的是（　　）
选项 实践活动 化学视角
A “微型空气质量检测站”的组装和使用 积极植树造林有利于提升空气质量
B 基于特定需求设计和制作简易供氧器 家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子发生了变化
C 水质检测及自制净水器 用活性炭净水是因为其结构疏松多孔
D 调查我国航空航天科技领域中新型材料、新型能源的应用 从绿色低碳的角度考虑，氢能是最理想的能源
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】空气的污染与防治；水的净化；微型空气质量“检测站”的组装与使用；基于特定需求设计和制作简易供氧器；水质检测及自制净水器
【解析】【解答】A、积极植树造林，植物可以吸收二氧化碳，释放氧气，吸附空气中的有害气体和粉尘，有利于提升空气质量，描述正确，选项A不符合题意；
B、家用制氧机通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程中没有新物质生成，属于物理变化，氧分子本身没有发生变化，描述不正确，选项B符合题意；
C、活性炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，能吸附水中的色素和异味，所以可用活性炭净水，描述正确，选项C不符合题意；
D、氢气燃烧只生成水，无污染，且热值高，从绿色低碳的角度考虑，氢能是最理想的能源，描述正确，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据保护空气的措施解答：植树造林是改善空气质量的有效方法；
B、根据物理变化的本质解答：吸附过程是物理变化，分子本身不变，只是分子间的间隔和排列方式改变；
C、根据活性炭的性质和用途解答：活性炭的吸附性是由其疏松多孔的结构决定的；
D、根据氢能的优点解答：氢气燃烧产物是水，无污染，是最清洁的能源。
6．某兴趣小组制作了如图简易化学“制氧机”，下列说法错误的是（　　）
A．甲中试剂应选用H2O2溶液和MnO2
B．氧气从乙中逸出是因为其不易溶于水
C．通过乙装置可以观测氧气产生的速率
D．该装置可持久、平稳地制得氧气
【答案】D
【知识点】氧气的实验室制法；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】A、甲装置利用过氧化氢溶液搭配二氧化锰固体制取氧气，整个反应过程不需要加热，常温条件下就可以顺利发生，操作简单安全，适合日常简易制取氧气，选项A说法正确，不符合题意；
B、氧气本身具备不易溶于水的物理性质，所以生成的氧气会从乙装置当中顺利逸出，能够借助排水的形式直观观察气体流出情况，选项B说法正确，不符合题意；
C、化学反应进行速度越快，装置当中产生气泡的速度也就越快，我们可以直接通过观察乙装置内气泡冒出的快慢，精准判断氧气产生的速率快慢，选项C说法正确，不符合题意；
D、这套简易装置当中，固体药品和液体药品一旦相互接触混合之后，反应就会持续不断进行下去，没有办法随时暂停或者启动反应，不能够实现平稳持续供氧，选项D说法错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据实验室常温型制取氧气的反应原理进行解答；
B、根据氧气的水溶性物理性质进行解答；
C、根据实验现象判断反应速率快慢的基础方法进行解答；
D、根据简易气体发生装置的结构缺陷进行解答，明确该装置无法控制反应启停。
7．某兴趣小组在跨学科实践课上制作了如图简易鱼泵用于给鱼缸补充氧气，下列说法正确的是(　　)
A．①中的试剂可以是高锰酸钾
B．①中发生的是化合反应
C．鱼泵可改变氧气的溶解性
D．氧气从②中逸出是因为其不易溶于水
【答案】D
【知识点】氧气的实验室制法；化合反应及其应用；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】A、高锰酸钾制取氧气需要加热，而简易鱼泵中无加热装置，因此①中的试剂不可能是高锰酸钾，选项A说法错误，不符合题意；
B、若①中是过氧化氢与二氧化锰反应，反应方程式为2H2O22H2O+O2↑，该反应属于分解反应，并非化合反应，选项B说法错误，不符合题意；
C、溶解度是物质的固有属性，鱼泵只能增加氧气在水中的溶解量，不能改变氧气的溶解性（溶解度），选项C说法错误，不符合题意；
D、氧气不易溶于水，因此会从②中逸出形成气泡，增加水中溶氧量，选项D说法正确，符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据高锰酸钾制氧气的反应条件解答，该反应需要加热，简易装置无加热条件；
B、根据化学反应的基本类型解答，化合反应是“多变一”，分解反应是“一变多”；
C、根据溶解性的定义解答，溶解性是物质的物理性质，不受装置影响；
D、根据氧气的物理性质解答，氧气不易溶于水，会从水中逸出。
8．自救呼吸器是自救、互救的逃生器具，设计思路如图1所示。常用生氧剂为超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2。等质量生氧剂的生氧性能如图2所示。已知人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min。下列分析正确的是
A．生氧装置中实现了O2向CO2的转化
B．10分钟内，KO2自救呼吸器生氧速度更快
C．可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效
D．用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更长
【答案】C
【知识点】氧气的实验室制法；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】A、从图示可知，进入生氧装置的是CO2，从生氧装置出来的是O2，说明生氧装置能将二氧化碳转化为氧气，故A错误；
B、由图2可知， 10分钟内 ，KO2 自救呼吸器生氧速度比NaO2慢，故B错误；
C、从题干信息可知“ 超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2 ”，所以可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效，故C正确；
D、从题干信息可知“ 人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min ”，由图2可知，用NaO2做生氧剂的自救呼吸器，在30min之后盛宴速度低于1L/min，而用KO2做生氧剂的自救呼吸器。约40min之后才低于1L/min，所以用NaO2有效防护时间更短，故D错误。
故答案为：C。
【分析】A、根据图1可知，生氧装置能将CO2转化为O2进行分析解答；
B、根据图2， 相同条件下，NaO2的生氧速度更快进行分析解答；
C、根据题干信息“ 超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2 ”进行分析解答；
D、根据题干信息“ 人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min ”， 用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更短 进行分析解答。
9．便携式供氧器广泛用于医疗急救、航空航天、水下作业等领域。某项目小组从制氧剂选择和装置优化等方面开展简易供氧器设计和制作的跨学科实践活动。
制氧剂 制氧原理 生产1kg氧气所需成本
30%过氧化氢溶液 　 约13元
氯酸钠 约11元
高锰酸钾 约148元
回答下列问题：
（1）上表中生产1kg氧气所需成本最低的制氧剂是____(填标号)。
A．30%过氧化氢溶液 B．氯酸钠 C．高锰酸钾
（2）某同学设计的简易供氧器如图所示，制取氧气的化学方程式为　 　。
（3）上表中三种制氧原理均属于　 　(填基本反应类型)。
【答案】（1）B
（2）
（3）分解反应
【知识点】分解反应及其应用；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】（1）由表中数据可知，生产1kg氧气氯酸钠成本最低，故选B。
（2）简易供氧气器中发生的是过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气，方程式为2H2O22H2O＋O2↑。
（3）三种反应均为一种物质生成多种物质，属于分解反应。
【分析】（1）根据表中所给各制氧气的成本分析；
（2）根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气分析；
（3）根据一变多的反应为分解反应分析。
三、思维拓展
10．跨学科实践活动的开展对同学们提高核心素养水平具有重要意义。
【活动一】水质检测及自制净水器。
小华用去底倒置的可乐瓶作为容器，制作简易净水器(如图1)。
（1）理论上，经过该净水器净化后的水，硬度会变________(填“大”或“小”)。
（2）在实验室，小华若要降低水的硬度，可以采取的方法是________。
【活动二】基于特定需求设计和制作简易供氧器。
小华和同学经过市场调研发现，市面上有一种品牌的制氧机工作原理如图2，该制氧机利用过碳酸钠(化学式为，Mr为314)和二氧化锰产生氧气，制氧原理有两步反应，第一步反应的化学方程式为。
（3）第二步反应的化学方程式为________。
（4）加湿仓中水的作用有___________(填序号)。
A. 判断氧气的产生速率 B. 增加氧气的湿度 C. 加快氧气的生成
【答案】(1) 小
(2) 蒸馏
(3)
(4) A，B
【知识点】氧气的实验室制法；水的净化；硬水与软水；化学方程式的书写与配平；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】（1）简易净水器中的离子交换树脂可以除去水中的Ca2+和Mg2+，而水的硬度是由水中的Ca2+和Mg2+的含量决定的，Ca2+和Mg2+的含量越高，水的硬度越大。因此经过该净水器净化后的水，Ca2+和Mg2+的含量减少，硬度会变小。
（2）硬水软化的方法有煮沸和蒸馏。在实验室中，要降低水的硬度，可以采取的方法是蒸馏，因为蒸馏可以得到几乎纯净的水，能完全除去水中的Ca2+和Mg2+。
（3）制氧原理有两步反应，第一步反应是过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢：2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2；第二步反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为 。
（4）加湿仓中水的作用：
A、可以通过观察加湿仓中气泡产生的快慢来判断氧气的产生速率，气泡产生得越快，说明氧气产生得越快，选项A正确；
B、氧气通过加湿仓中的水时，会携带一部分水蒸气，从而增加氧气的湿度，使氧气更适合人体呼吸，选项B正确；
C、水不能加快过氧化氢的分解速率，因此不能加快氧气的生成，选项C错误。
因此加湿仓中水的作用有AB。
【分析】（1）根据硬水的定义和软化原理解答：硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，离子交换树脂可以除去水中的钙、镁离子，从而降低水的硬度；
（2）根据硬水软化的方法解答：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，实验室中常用蒸馏的方法降低水的硬度；
（3）根据过氧化氢的分解原理解答：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，这是实验室制取氧气的常用方法；
（4）根据制氧机的工作原理解答：加湿仓中的水可以湿润氧气，同时通过观察气泡的快慢可以判断氧气的产生速率。
1 / 15.3 基于特定需求设计和制作简易供氧器 分层作业（原卷版）-人教版（新教材）化学九上
一、基础巩固
小深同学使用家用制氧机制取氧气，试剂原料为过碳酸钠和二氧化锰。其中制氧剂过碳酸钠溶于水能生成碳酸钠与过氧化氢。完成各小题。
1．关于原料，下列化学用语表述错误的是（　　）
A．过碳酸钠中的阳离子：Na+
B．2个过氧化氢分子：2H2O2
C．碳酸钠：NaCO3
D．二氧化锰中氧元素的化合价：Mn2
2．如图是氧元素、锰元素在元素周期表中的信息。下列说法正确的是（　　）
A．氧元素是金属元素
B．锰原子的核外电子数为25
C．化学反应中，氧原子容易失去电子，形成阳离子
D．锰原子的质量为54.94
3．如图是制氧机的工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．反应仓内生成氧气的化学方程式为H2O2H2↑+O2↑
B．加湿过滤仓利用了氧气易溶于水的物理性质
C．制得的氧气可用带火星的木条检验
D．二氧化锰作为催化剂，反应前后质量与性质不变
4．下图为某化学兴趣小组给停电鱼缸设计和制作的简易供氧器的工作原理图。回答下列问题：
（1）该鱼缸供氧器的反应原理为　 　（用化学方程式表示）。
（2）鱼缸供氧器选择H2O2溶液为原料的优点是　 　（写一条即可，贴合鱼缸使用场景）。
（3）反应仓和废液仓相连的导管上方铺设过滤材料的作用是　 　。
（4）化学兴趣小组在输氧管末端包裹多层纱布后，鱼缸中溶氧量显著提升，原因是　 　。
二、能力提升
5．从化学视角对下列跨学科实践活动的描述不正确的是（　　）
选项 实践活动 化学视角
A “微型空气质量检测站”的组装和使用 积极植树造林有利于提升空气质量
B 基于特定需求设计和制作简易供氧器 家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子发生了变化
C 水质检测及自制净水器 用活性炭净水是因为其结构疏松多孔
D 调查我国航空航天科技领域中新型材料、新型能源的应用 从绿色低碳的角度考虑，氢能是最理想的能源
A．A B．B C．C D．D
6．某兴趣小组制作了如图简易化学“制氧机”，下列说法错误的是（　　）
A．甲中试剂应选用H2O2溶液和MnO2
B．氧气从乙中逸出是因为其不易溶于水
C．通过乙装置可以观测氧气产生的速率
D．该装置可持久、平稳地制得氧气
7．某兴趣小组在跨学科实践课上制作了如图简易鱼泵用于给鱼缸补充氧气，下列说法正确的是(　　)
A．①中的试剂可以是高锰酸钾
B．①中发生的是化合反应
C．鱼泵可改变氧气的溶解性
D．氧气从②中逸出是因为其不易溶于水
8．自救呼吸器是自救、互救的逃生器具，设计思路如图1所示。常用生氧剂为超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2。等质量生氧剂的生氧性能如图2所示。已知人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min。下列分析正确的是
A．生氧装置中实现了O2向CO2的转化
B．10分钟内，KO2自救呼吸器生氧速度更快
C．可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效
D．用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更长
9．便携式供氧器广泛用于医疗急救、航空航天、水下作业等领域。某项目小组从制氧剂选择和装置优化等方面开展简易供氧器设计和制作的跨学科实践活动。
制氧剂 制氧原理 生产1kg氧气所需成本
30%过氧化氢溶液 　 约13元
氯酸钠 约11元
高锰酸钾 约148元
回答下列问题：
（1）上表中生产1kg氧气所需成本最低的制氧剂是____(填标号)。
A．30%过氧化氢溶液 B．氯酸钠 C．高锰酸钾
（2）某同学设计的简易供氧器如图所示，制取氧气的化学方程式为　 　。
（3）上表中三种制氧原理均属于　 　(填基本反应类型)。
三、思维拓展
10．跨学科实践活动的开展对同学们提高核心素养水平具有重要意义。
【活动一】水质检测及自制净水器。
小华用去底倒置的可乐瓶作为容器，制作简易净水器(如图1)。
（1）理论上，经过该净水器净化后的水，硬度会变________(填“大”或“小”)。
（2）在实验室，小华若要降低水的硬度，可以采取的方法是________。
【活动二】基于特定需求设计和制作简易供氧器。
小华和同学经过市场调研发现，市面上有一种品牌的制氧机工作原理如图2，该制氧机利用过碳酸钠(化学式为，Mr为314)和二氧化锰产生氧气，制氧原理有两步反应，第一步反应的化学方程式为。
（3）第二步反应的化学方程式为________。
（4）加湿仓中水的作用有___________(填序号)。
A. 判断氧气的产生速率 B. 增加氧气的湿度 C. 加快氧气的生成
答案解析部分
【答案】1．C
2．B
3．C
【知识点】氧气的检验和验满；催化剂的特点与催化作用；元素周期表的特点及其应用；化学符号及其周围数字的意义；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【分析】（1）A、根据离子符号的书写进行分析解答；
B、根据化学式前面的数字表示分子个数进行分析解答；
C、根据化合物中正、负化合价代数和为0书写化学式进行分析解答；
D、根据化合物中某元素化合价的表示方法是先写出该物质的化学式，再在相应元素符号的正上方表上化合价进行分析解答；
（2）A、根据元素名称的偏旁部首进行分析解答；
B、根据原子中，原子序数=质子数=核外电子数进行分析解答；
C、根据原子的最外层电子数大于4，在化学反应中容易得到电子，形成阴离子进行分析解答；
D、根据元素周期表一个小格最下方数字表示原子的相对原子质量而不是实际质量进行分析解答；
（3）A、根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气进行分析解答；
B、根据氧气不易溶于水进行分析解答；
C、根据氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃进行分析解答；
D、根据催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变进行分析解答。
1．A、过氧碳酸钠中的阳离子是钠离子，其符号为：Na+，故A正确；
B、化学式前面的数字表示分子个数，2个过氧化氢分子为：2H2O2，故B正确；
C、碳酸钠中钠显+1价，碳酸根显-2价，根据化合物中正、负化合价的代数和为0书写碳酸钠化学式为：Na2CO3，故C错误；
D、二氧化锰中氧元素的化合价为-2价，表示为 ：Mn2 ，故D正确；
故答案为：C；
2．A、元素名称带有“气”、“氵”、“石”偏旁部首的属于非金属元素，所以氧元素属于非金属元素，故A错误；
B、元素周期表一个小格左上角的数字表示原子序数，在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，所以锰原子的核外电子数为25，故B正确；
C、元素周期表一个小格左上角的数字表示原子序数，在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，所以氧原子的质子数=核外电子数=8，其核外电子排布第一、二层分别为2、6，最外层电子数大于4.在化学反应中容易得到电子，形成阴离子，故C错误；
D、元素周期表一个小格最下方的数字表示相对原子质量，所以锰原子的相对原子质量为54.94，而不是锰原子的实际质量，故D错误；
故答案为：B；
3．A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，其反应的化学方程式为： 2H2O22H2O+O2↑，故A错误；
B、 加湿过滤仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，故B错误；
C、氧气具有助燃性，所以制得的氧气可用带火星的木条检验，若木条复燃，证明为氧气，故C正确；
D、二氧化锰作为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故D错误。
故答案为：C。
4．【答案】（1）；
（2）产物无污染；
（3）过滤反应产生的杂质；
（4）增大氧气与水的接触面积，加快氧气溶解速率。
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；氧气的实验室制法；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】（1）从图示可知，该鱼缸供氧器的反应仓里过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，其反应的化学方程式为：；
故答案为：；
（2）鱼缸供氧器选择过氧化氢溶液为原料优点是过氧化氢分解生成水和氧气，产物无污染，不会改变鱼缸水质或引入有害物质，适合长期使用；
故答案为：产物无污染；
（3）反应仓和废液仓相连的导管上方铺设过滤材料可过滤掉反应产生的杂质，避免杂质进入废液仓或影响后续反应，保证装置正常进行；
故答案为：过滤反应产生的杂质；
（4）输氧管末端包裹多层纱布后，氧气与水的接触面积增大，氧气在水中的溶解速率加快，更多氧气溶解于水中，从而提升鱼缸的溶氧量。
故答案为：增大氧气与水的接触面积，加快氧气溶解速率。
【分析】（1）根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气的化学方程式的书写进行分析解答；
（2）根据过氧化氢分解生成水和氧气，产物无污染进行分析解答。
（3）根据过滤材料可以过滤反应产生的杂质进行分析解答；
（4）根据输氧管末端包裹多层纱布后，增大氧气与水的接触面积，加快氧气溶解速率进行分析解答。
5．【答案】B
【知识点】空气的污染与防治；水的净化；微型空气质量“检测站”的组装与使用；基于特定需求设计和制作简易供氧器；水质检测及自制净水器
【解析】【解答】A、积极植树造林，植物可以吸收二氧化碳，释放氧气，吸附空气中的有害气体和粉尘，有利于提升空气质量，描述正确，选项A不符合题意；
B、家用制氧机通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程中没有新物质生成，属于物理变化，氧分子本身没有发生变化，描述不正确，选项B符合题意；
C、活性炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，能吸附水中的色素和异味，所以可用活性炭净水，描述正确，选项C不符合题意；
D、氢气燃烧只生成水，无污染，且热值高，从绿色低碳的角度考虑，氢能是最理想的能源，描述正确，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据保护空气的措施解答：植树造林是改善空气质量的有效方法；
B、根据物理变化的本质解答：吸附过程是物理变化，分子本身不变，只是分子间的间隔和排列方式改变；
C、根据活性炭的性质和用途解答：活性炭的吸附性是由其疏松多孔的结构决定的；
D、根据氢能的优点解答：氢气燃烧产物是水，无污染，是最清洁的能源。
6．【答案】D
【知识点】氧气的实验室制法；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】A、甲装置利用过氧化氢溶液搭配二氧化锰固体制取氧气，整个反应过程不需要加热，常温条件下就可以顺利发生，操作简单安全，适合日常简易制取氧气，选项A说法正确，不符合题意；
B、氧气本身具备不易溶于水的物理性质，所以生成的氧气会从乙装置当中顺利逸出，能够借助排水的形式直观观察气体流出情况，选项B说法正确，不符合题意；
C、化学反应进行速度越快，装置当中产生气泡的速度也就越快，我们可以直接通过观察乙装置内气泡冒出的快慢，精准判断氧气产生的速率快慢，选项C说法正确，不符合题意；
D、这套简易装置当中，固体药品和液体药品一旦相互接触混合之后，反应就会持续不断进行下去，没有办法随时暂停或者启动反应，不能够实现平稳持续供氧，选项D说法错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据实验室常温型制取氧气的反应原理进行解答；
B、根据氧气的水溶性物理性质进行解答；
C、根据实验现象判断反应速率快慢的基础方法进行解答；
D、根据简易气体发生装置的结构缺陷进行解答，明确该装置无法控制反应启停。
7．【答案】D
【知识点】氧气的实验室制法；化合反应及其应用；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】A、高锰酸钾制取氧气需要加热，而简易鱼泵中无加热装置，因此①中的试剂不可能是高锰酸钾，选项A说法错误，不符合题意；
B、若①中是过氧化氢与二氧化锰反应，反应方程式为2H2O22H2O+O2↑，该反应属于分解反应，并非化合反应，选项B说法错误，不符合题意；
C、溶解度是物质的固有属性，鱼泵只能增加氧气在水中的溶解量，不能改变氧气的溶解性（溶解度），选项C说法错误，不符合题意；
D、氧气不易溶于水，因此会从②中逸出形成气泡，增加水中溶氧量，选项D说法正确，符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据高锰酸钾制氧气的反应条件解答，该反应需要加热，简易装置无加热条件；
B、根据化学反应的基本类型解答，化合反应是“多变一”，分解反应是“一变多”；
C、根据溶解性的定义解答，溶解性是物质的物理性质，不受装置影响；
D、根据氧气的物理性质解答，氧气不易溶于水，会从水中逸出。
8．【答案】C
【知识点】氧气的实验室制法；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】A、从图示可知，进入生氧装置的是CO2，从生氧装置出来的是O2，说明生氧装置能将二氧化碳转化为氧气，故A错误；
B、由图2可知， 10分钟内 ，KO2 自救呼吸器生氧速度比NaO2慢，故B错误；
C、从题干信息可知“ 超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2 ”，所以可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效，故C正确；
D、从题干信息可知“ 人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min ”，由图2可知，用NaO2做生氧剂的自救呼吸器，在30min之后盛宴速度低于1L/min，而用KO2做生氧剂的自救呼吸器。约40min之后才低于1L/min，所以用NaO2有效防护时间更短，故D错误。
故答案为：C。
【分析】A、根据图1可知，生氧装置能将CO2转化为O2进行分析解答；
B、根据图2， 相同条件下，NaO2的生氧速度更快进行分析解答；
C、根据题干信息“ 超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2 ”进行分析解答；
D、根据题干信息“ 人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min ”， 用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更短 进行分析解答。
9．【答案】（1）B
（2）
（3）分解反应
【知识点】分解反应及其应用；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】（1）由表中数据可知，生产1kg氧气氯酸钠成本最低，故选B。
（2）简易供氧气器中发生的是过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气，方程式为2H2O22H2O＋O2↑。
（3）三种反应均为一种物质生成多种物质，属于分解反应。
【分析】（1）根据表中所给各制氧气的成本分析；
（2）根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气分析；
（3）根据一变多的反应为分解反应分析。
10．【答案】(1) 小
(2) 蒸馏
(3)
(4) A，B
【知识点】氧气的实验室制法；水的净化；硬水与软水；化学方程式的书写与配平；基于特定需求设计和制作简易供氧器
【解析】【解答】（1）简易净水器中的离子交换树脂可以除去水中的Ca2+和Mg2+，而水的硬度是由水中的Ca2+和Mg2+的含量决定的，Ca2+和Mg2+的含量越高，水的硬度越大。因此经过该净水器净化后的水，Ca2+和Mg2+的含量减少，硬度会变小。
（2）硬水软化的方法有煮沸和蒸馏。在实验室中，要降低水的硬度，可以采取的方法是蒸馏，因为蒸馏可以得到几乎纯净的水，能完全除去水中的Ca2+和Mg2+。
（3）制氧原理有两步反应，第一步反应是过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢：2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2；第二步反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为 。
（4）加湿仓中水的作用：
A、可以通过观察加湿仓中气泡产生的快慢来判断氧气的产生速率，气泡产生得越快，说明氧气产生得越快，选项A正确；
B、氧气通过加湿仓中的水时，会携带一部分水蒸气，从而增加氧气的湿度，使氧气更适合人体呼吸，选项B正确；
C、水不能加快过氧化氢的分解速率，因此不能加快氧气的生成，选项C错误。
因此加湿仓中水的作用有AB。
【分析】（1）根据硬水的定义和软化原理解答：硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，离子交换树脂可以除去水中的钙、镁离子，从而降低水的硬度；
（2）根据硬水软化的方法解答：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，实验室中常用蒸馏的方法降低水的硬度；
（3）根据过氧化氢的分解原理解答：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，这是实验室制取氧气的常用方法；
（4）根据制氧机的工作原理解答：加湿仓中的水可以湿润氧气，同时通过观察气泡的快慢可以判断氧气的产生速率。
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