初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器教案配套ppt课件

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器教案配套ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了活动目标，活动引入，了解需求，获取信息，氧立得的使用说明，氧立得的工作原理，氧立得的操作方法，输送氧气，设计制作，实际供氧量等内容，欢迎下载使用。
1. 通过讨论供氧器的应用范围和场景，明确项目需要解决的问题和研究的价值，体会化学物质及其变化在保障人体健康等方面的重要性。2. 通过复习氧气制取实验，将知识经验结构化，初步形成从原理到装置，再到实验室制取气体的一般思路。3. 通过对项目任务的拆解和规划，初步结合工程技术方法，建立基于特定需求设计供氧器的一般流程和方法，形成模型。4. 通过选择原理、绘制草图、动手制作等小组合作活动，综合应用化学与工程技术等跨学科知识，初步制作项目作品，并进行反思和改进。
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?
1.讨论：哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器？
高原吸氧——便携式吸氧瓶
家用保健——家庭制氧机
病人吸氧——医用供氧器
鱼缸增氧——充氧增氧泵
1.讨论：相应的供氧器应具有怎样的特点？
优点：便利，在家可以吸氧，制氧成本低。
不足：需要通电，出门无法使用。
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。
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。
优点：提高溶氧量，减少水温不一致，净化水质。
不足：寿命短，耗电能力强，噪音比较大。
2.交流：选择其中一种情况，通过讨论确定简易供氧器的设计和制作目标。
1.查阅资料：目前商业化的供氧器有哪些类型呢？
2.结合本组的目标，阅读有参考价值的供氧器的说明书，尝试进行实物演示与拆解，了解其组成、结构、工作原理和操作方法。
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
(1)操作方法:在反应仓中首先加入粉末状过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)、水，然后加入粉末状二氧化锰(MnO2)，即产生氧气。(2)工作原理:第一步: 2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3+3H2O2;第二步:　　　　　　　　　　　　　　　。
2H2O2 2H2O+O2↑
(1)反应仓内应加入自来水(凉水)，严禁使用热水。(2)反应仓加水后，先投入A剂，再投入B剂。每次供氧停止后，将反应残液倒洗清空。供水困难时，可在残液冷却时，补充A剂(不加B剂)连续供氧。
3.比较其与实验室制取氧气在制氧原理、收集方法、仪器装置等方面的异同，综合运用多学科知识分析原因，总结供氧器的工作原理和组成特点。
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
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？
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？
反应条件加热，安全性不高
反应条件是常温、产物环保，但见光易分解，不易储存和取用
反应条件是通电，安全性不高
存储的稳定性，过碳酸钠和二氧化锰混合物加入水中可迅速产生氧气。
2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2
除了上述因素外，还需考虑哪些什么呢？
氧立得说明书使用建议：
通过计算确定制氧剂的用量
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?
设大约需要过氧化氢的质量为x。
2H2O2 2H2O + O2↑
答：大约需要过氧化氢的质量为10.6 g。
解：产生氧气的质量=1.43 g/L×10 min×0.35 L/min×99.5% ≈ 5 g
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。
制氧机说明书 (1)反应仓内应加入自来水(凉水),严禁使用热水。 (2)反应仓加水后,先投入A剂，再投入B剂。每次供氧停止后,将反应残液倒空清洗。供水困难时,可在残液冷却时,补充A剂(不加B剂)连续供氧。(答案合理即可)
展示自制供氧器，介绍产品的工作原理、制作方法和供氧效果等。
与同学交流和相互评价，分享活动收获和体会。
1.实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，不需要使用的仪器是( )
2.项目学习小组在学习了实验室制取氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图。其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2 ，药品B是一种黑色粉末状催化剂，回答下面的问题。（1）氧气能供给呼吸，保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子。下列物质中含有氧分子的是( ) A. 二氧化碳B. 过氧化氢C. 液态空气D. 高锰酸钾（2）生活用品可以代替一些化学仪器。本实验利用了塑料瓶、注射器、吸管、输液管等进行实验，在该实验中相关说法错误的是( ) A. B是二氧化锰B. 塑料瓶相当于锥形瓶C. 吸管相当于玻璃棒D. 输液管相当于导管
跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器
制氧剂的选择（分析制氧机的原理）