1. 通過討論供氧器的應(yīng)用范圍和場景，明確項(xiàng)目需要解決的問題和研究的價(jià)值，體會(huì)化學(xué)物質(zhì)及其變化在保障人體健康等方面的重要性。2. 通過復(fù)習(xí)氧氣制取實(shí)驗(yàn)，將知識(shí)經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)化，初步形成從原理到裝置，再到實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路。3. 通過對(duì)項(xiàng)目任務(wù)的拆解和規(guī)劃，初步結(jié)合工程技術(shù)方法，建立基于特定需求設(shè)計(jì)供氧器的一般流程和方法，形成模型。4. 通過選擇原理、繪制草圖、動(dòng)手制作等小組合作活動(dòng)，綜合應(yīng)用化學(xué)與工程技術(shù)等跨學(xué)科知識(shí)，初步制作項(xiàng)目作品，并進(jìn)行反思和改進(jìn)。
氧氣與人體健康關(guān)系密切，在特定環(huán)境下，人們需要攜帶方便、操作簡單、安全可靠，且成本較低的供氧器。
我們能不能利用生活中的材料和相關(guān)試劑，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡易供氧器呢?
1.討論：哪些人群在哪些場景或地域會(huì)用到供氧器？
高原吸氧——便攜式吸氧瓶
家用保健——家庭制氧機(jī)
病人吸氧——醫(yī)用供氧器
魚缸增氧——充氧增氧泵
1.討論：相應(yīng)的供氧器應(yīng)具有怎樣的特點(diǎn)？
優(yōu)點(diǎn)：便利，在家可以吸氧，制氧成本低。
不足：需要通電，出門無法使用。
優(yōu)點(diǎn)：氧氣純度高；有醫(yī)生的指導(dǎo)，更專業(yè)。
不足：受地方限制，不能即時(shí)吸氧；費(fèi)用較高。
優(yōu)點(diǎn)：隨身可攜帶，氧氣純度高。
不足：成本較高；一次性使用，丟棄的瓶子造成資源浪費(fèi)。
優(yōu)點(diǎn)：提高溶氧量，減少水溫不一致，凈化水質(zhì)。
不足：壽命短，耗電能力強(qiáng)，噪音比較大。
2.交流：選擇其中一種情況，通過討論確定簡易供氧器的設(shè)計(jì)和制作目標(biāo)。
1.查閱資料：目前商業(yè)化的供氧器有哪些類型呢？
2.結(jié)合本組的目標(biāo)，閱讀有參考價(jià)值的供氧器的說明書，嘗試進(jìn)行實(shí)物演示與拆解，了解其組成、結(jié)構(gòu)、工作原理和操作方法。
氧立得是一款化學(xué)藥劑家用制氧機(jī)，如下是其拆解后的結(jié)構(gòu)。
（1）性狀：A劑：固體氧釋放劑(白色顆粒)，采用先進(jìn)工藝生產(chǎn)，顆粒均勻，保質(zhì)期長。 B劑：催化劑(黑色粉末或顆粒)，采用特殊工藝生產(chǎn)，保證出氧量穩(wěn)定。（2）規(guī)格：A劑：100g/包 B劑：3g/包急救包(3包A劑，3包B劑) A劑：100g/包 B劑：9g/包（3）成分：A劑：過碳酸鈉 B劑：二氧化錳（4）氧含量：99.5%（5）作用與用途：用于各種缺氧癥狀的補(bǔ)充供氧（6）儲(chǔ)藏方法：干燥陰涼處保存
(1)操作方法:在反應(yīng)倉中首先加入粉末狀過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)、水，然后加入粉末狀二氧化錳(MnO2)，即產(chǎn)生氧氣。(2)工作原理:第一步: 2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3+3H2O2;第二步:　　　　　　　　　　　　　　　。
2H2O2 2H2O+O2↑
(1)反應(yīng)倉內(nèi)應(yīng)加入自來水(涼水)，嚴(yán)禁使用熱水。(2)反應(yīng)倉加水后，先投入A劑，再投入B劑。每次供氧停止后，將反應(yīng)殘液倒洗清空。供水困難時(shí)，可在殘液冷卻時(shí)，補(bǔ)充A劑(不加B劑)連續(xù)供氧。
3.比較其與實(shí)驗(yàn)室制取氧氣在制氧原理、收集方法、儀器裝置等方面的異同，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)分析原因，總結(jié)供氧器的工作原理和組成特點(diǎn)。
總結(jié)供氧器的工作原理和組成特點(diǎn)
使反應(yīng)液與催化劑接觸，產(chǎn)生氧氣
對(duì)產(chǎn)生的氧氣進(jìn)行洗滌和加濕，更有利于人體呼吸
如何設(shè)計(jì)一款簡易的制氧機(jī)呢？類比實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的思路，小組討論制作簡易制氧機(jī)的思路？
你會(huì)選擇哪一種原理制作制氧機(jī)呢？小組討論選擇制氧原理時(shí)需考慮哪些因素呢？
反應(yīng)條件加熱，安全性不高
反應(yīng)條件是常溫、產(chǎn)物環(huán)保，但見光易分解，不易儲(chǔ)存和取用
反應(yīng)條件是通電，安全性不高
存儲(chǔ)的穩(wěn)定性，過碳酸鈉和二氧化錳混合物加入水中可迅速產(chǎn)生氧氣。
2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2
除了上述因素外，還需考慮哪些什么呢？
氧立得說明書使用建議：
通過計(jì)算確定制氧劑的用量
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氧氣的密度為1.43 g/L，如果要供給正常健康人連續(xù)吸氧10分鐘，制氧的氣流量約為350mL/min，產(chǎn)生的氧氣純度約為99.5%，大約需要過氧化氫多少克?
設(shè)大約需要過氧化氫的質(zhì)量為x。
2H2O2 2H2O + O2↑
答：大約需要過氧化氫的質(zhì)量為10.6 g。
解：產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量=1.43 g/L×10 min×0.35 L/min×99.5% ≈ 5 g
1. 根據(jù)使用要求和已有條件，選擇合適的制氧原理，設(shè)計(jì)供氧器的組成和結(jié)構(gòu)，繪制設(shè)計(jì)圖，通過計(jì)算確定相關(guān)試劑的用量，制作簡易供氧器。
初版草圖示例(僅供參考)
2. 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，了解其供氧效果，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從工程技術(shù)角度進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品，編寫自制供氧器的使用說明書。
制氧機(jī)說明書 (1)反應(yīng)倉內(nèi)應(yīng)加入自來水(涼水),嚴(yán)禁使用熱水。 (2)反應(yīng)倉加水后,先投入A劑，再投入B劑。每次供氧停止后,將反應(yīng)殘液倒空清洗。供水困難時(shí),可在殘液冷卻時(shí),補(bǔ)充A劑(不加B劑)連續(xù)供氧。(答案合理即可)
展示自制供氧器，介紹產(chǎn)品的工作原理、制作方法和供氧效果等。
與同學(xué)交流和相互評(píng)價(jià)，分享活動(dòng)收獲和體會(huì)。
1.實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的過程中，不需要使用的儀器是( )
2.項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)室制取氧氣之后，查閱了相關(guān)資料，利用塑料瓶、注射器、吸管、輸液管等設(shè)計(jì)并制作簡易供氧器，如圖。其中藥品A是過碳酸鈉，遇水會(huì)分解出H2O2 ，藥品B是一種黑色粉末狀催化劑，回答下面的問題。（1）氧氣能供給呼吸，保持氧氣化學(xué)性質(zhì)的最小粒子是氧分子。下列物質(zhì)中含有氧分子的是( ) A. 二氧化碳B. 過氧化氫C. 液態(tài)空氣D. 高錳酸鉀（2）生活用品可以代替一些化學(xué)儀器。本實(shí)驗(yàn)利用了塑料瓶、注射器、吸管、輸液管等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在該實(shí)驗(yàn)中相關(guān)說法錯(cuò)誤的是( ) A. B是二氧化錳B. 塑料瓶相當(dāng)于錐形瓶C. 吸管相當(dāng)于玻璃棒D. 輸液管相當(dāng)于導(dǎo)管
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跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)4 基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器

版本： 人教版（2024）

年級(jí)： 九年級(jí)上冊(cè)（2024）

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