2024年人教版九年级化学上册跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,跨学科实践活动,4,基于特定需求设计和制作简易供氧器,九年级化学,上册,人教版,2024,活动目标,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,任务一,了解需求,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,活动设计与实施,任务一,了解需求,1.讨论：,相应的供氧器应具有怎样的特点,？,家庭制氧机,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；费用较高活动设计与实施,任务一,了解需求,1.讨论：,相应的供氧器应具有怎样的特点,？,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充氧增氧泵,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，噪音比较大活动设计与实施,任务一,了解需求,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家庭制氧机,医用供氧器,便携式吸氧瓶,充氧增氧泵,活动设计与实施,任务二,获取信息,1,.查阅资料,：,目前商业化的供氧器有哪些类型呢？,过碳酸钠制氧机,分子筛制氧机,富氧膜制氧机,电子制氧机,活动设计与实施,任务二,获取信息,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活动设计与实施,任务二,获取信息,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活动设计与实施,任务二,获取信息,氧立得的使用说明,（,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,活动设计与实施,任务二,获取信息,氧立得的工作原理,(1),操作方法,:,在反应仓中首先加入粉末状过碳酸钠,(2Na,2,CO,3,3H,2,O,2,),、水，然后加入粉末状二氧化锰,(MnO,2,),，即产生氧气2),工作原理,:,第一步,:2Na,2,CO,3,3H,2,O,2,2Na,2,CO,3,+3H,2,O,2,;,第二步,:,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,供氧剂,过碳酸钠,(2Na,2,CO,3,3H,2,O,2,),过氧化氢,(H,2,O,2,),特点,过碳酸钠是固体且较稳定，方便储存、运输和使用,过氧化氢溶液为液体，运输储存不方便，且高浓度的过氧化氢溶液具有一定的腐蚀性,活动设计与实施,任务二,获取信息,氧立得的操作方法,(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),连续供氧活动设计与实施,任务二,获取信息,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活动设计与实施,任务二,获取信息,实验室用过氧化氢溶液,氧立得制氧机,原理,装置,结构,2Na,2,CO,3,3H,2,O,2,2Na,2,CO,3,+3H,2,O,2,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,活动设计与实施,任务二,获取信息,总结供氧器的工作原理和组成特点,反应仓,使反应液与催化剂接触，产生氧气,加湿过滤仓,导气管,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,活动设计与实施,任务三,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,活动设计与实施,任务三,设计制作,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？,制氧剂,化学方程式,使用分析,双氧水和二氧化锰制氧气,加热高锰酸钾,水在直流电的作用下分解,过碳酸钠、水和二氧化锰,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。

2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,2KMnO,4,=,K,2,MnO,4,+MnO,2,+O,2,2H,2,O,=,2,H,2,+O,2,通电,2Na,2,CO,3,3H,2,O,2,=2Na,2,CO,3,+3H,2,O,2,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,活动设计与实施,任务三,设计制作,除了上述因素外，还需考虑哪些什么呢？,实际供氧量,氧立得说明书使用建议：,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,活动设计与实施,任务三,设计制作,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,350m,L/min，产生的氧气纯度约为9,9.5,%，大约需要过氧化氢多少克?,解：,产生氧气的质量=,设大约需要过氧化氢的质量为,x,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,32,5,g,68,x,x=,10.6 g,答：,大约需要过氧化氢的质量为,10.6 g,。

解：,产生氧气的质量=1.43,g/L,10 min,0.35 L/min,99.5,%,5,g,活动设计与实施,任务三,设计制作,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,),活动设计与实施,任务三,设计制作,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,),展示与交流,1,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2,与同学交流和相互评价，分享活动收获和体会练习与应用,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(),A.漏斗,B.酒精灯,C.大试管,D.集气瓶,A,练习与应用,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H,2,O,2,，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,C,C,活动总结,跨学科实践活动,4,基于特定需求设计和制作简易供氧器,1,2,了解需求,制氧剂的选择（分析制氧机的原理）,3,设计制作制氧机,九年级化学,人教版,谢谢观看,。