兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。
活动一:探秘制氧原理
(1)分子筛制氧法:以空气为原料,当空气经过分子筛时,能使氮气和氧气部分分离,获得高浓度的氧气,其微观示意图如图1所示。图中的
代表________(填“氧分子”或“氮分子”)。从物质分类角度分析,该制氧机制得的“氧气”属于________填“纯净物”或“混合物”)。

(2)化学试剂法:市场上销售的家用制氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)固体。
①过碳酸钠的制氧原理是过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰作用下分解生成氧气和水。写出过氧化氢分解的化学方程式:________。
②实验室小组同学最终选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂,不选择过氧化氢溶液的理由是________(答一条)。
活动二:测定家用制氧机制得氧气的纯度
(3)兴趣小组为测定某家用制氧机制得氧气的纯度,设计了如图2所示装置。实验时,打开止水夹a和b,向A中缓慢鼓入制氧机中导出的气体,至露出固体白磷后,关闭止水夹a和b。此时,A中水被排入B中,测得B中水的体积为200mL。然后用凸透镜聚光照射白磷,白磷开始燃烧;待白磷熄灭且装置冷却后,打开止水夹b,B中的水倒吸入A中,测得此时B中剩余水的体积变为20mL。该制氧机导出的气体中氧气的体积分数是________。

活动三:自制制氧装置
兴趣小组利用饮料瓶、吸管等废旧物品制作简易供氧器,如图3中1.0版所示。

(4)通过观察,1.0版洗气装置中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是_____(填字母)。
| A. 观察氧气生成速率 |
| B. 降低吸入氧气温度 |
| C. 加快氧气生成速率 |
(5)简易供氧器的迭代优化后3.0版供氧器的优点是________(答一条)。
《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制、烘干。兴趣小组根据记载,利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】
①
②BaCl2溶液呈中性;
③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种
【实验设计】
(1)完成下表:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液 | ① | 废液中有 |
步骤2:取少量步骤1 中的上层清液于试管中,② | ③ | 废液中有 NaOH |
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验,取100g废液样品放入装置A 的锥形瓶中,先通入一会儿N2 , 然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿N2后, 测得装置C、D 分别增重2.1g和0.1g。

(2)装置C中反应的化学方程式是。
(3)如果缺少装置E,会使测定的碳酸钠含量(填“偏大”或“偏小”)。
(4)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿N2 , 其原因是。
【任务三】废液的处理
(5)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,可向废液中加入一定量的某种物质,该物质的化学式是。
选 项 | 实践活动 | 化学视角 |
A | 微型空气质量“检测站”的组装与使用 | PM10的粒径比PM2.5的粒径大 |
B | 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 | 一切物质都是由分子构成 |
C | 基于特定需求设计和制作简易供氧器 | 制氧剂中必须含有氧元素 |
D | 基于碳中和理念设计低碳行动方案 | 植树造林有利于减少大气中二氧化碳的含量 |
项目学习小组开展“探究物质组成”的跨学科实践活动。将项目主要拆解成三项任务,展开了如下探究:
任务一 模拟拉瓦锡实验——“探究水蒸气与铁粉反应”
【查阅资料】常见铁的氧化物有FeO、、
, 除
为红棕色外,其余均为黑色,仅
能被磁铁吸引。
小组同学们利用图1装置进行实验,并进一步验证反应产物(如表一)。

【实验】表一
(1)
实验方案 | 实验现象 | 实验结论 |
①将附在导管口的肥皂泡轻轻抖落 ②用燃着的木条靠近肥皂泡 | ①肥皂泡迅速飞升 ②气体被点燃,听到爆鸣声 | 水蒸气与铁在高温条件下反应生成 |
将反应后剩余的黑色固体取出,________(补全方案)。 | 能被磁铁吸引 |
(2)图1实验中,湿棉花的作用是________。
(3)写出水蒸气和铁粉反应的化学方程式:________。
(4)通过分析归纳,下列说法正确的是________。
| A. 铁在该实验中起催化剂作用 |
| B. 湿棉花中水的质量等于固体增加的质量 |
| C. 该实验推翻了“水是由单一元素组成的物质”的观点 |
任务二 利用“分”与“合”的思想——“探究水的组成”

(5)在电解水实验中(如图2),玻璃管b中产生气泡的速率比a________;检验两支玻璃管尖嘴口气体的操作方法及现象是________。
(6)学生自制电解水装置,利用排水法将正、负两极产生的气体同时收集到一个软塑料瓶里(如图3),用电子点火枪点燃,发生爆炸,塑料瓶被冲出,瓶内壁出现水珠。软塑料瓶里发生反应的化学方程式为________。
结论:证明水是由氢、氧元素组成。判断依据:化学反应前后元素种类不变。
【数据处理】——确定水的组成
(7)在25℃下,图2实验测得V(a)为5 mL,V(b)为10 mL,查阅资料可知:实验条件下,氢气的密度是0.082 g/L,氧气的密度是1.31 g/L。通过实验数据计算水分子中氢原子、氧原子的个数比=________(写出计算式)。
任务三 利用德国化学家李比希燃烧法——“探究蔗糖的组成”
蔗糖在氧气中燃烧,检验出有水和二氧化碳生成,根据以上方法只能得出“蔗糖一定含碳、氢元素,可能含氧元素”的结论。是否含有氧元素,部分同学讨论后设计装置(如图4)进行粗略的定量测定。
【查阅资料】①浓硫酸有吸水性,能吸收水蒸气。②碱石灰能吸收水蒸气和气体

【实验步骤】
(8)①实验前,检查装置的气密性。
②按图4所示装入药品,先打开弹簧夹、
, 关闭弹簧夹
、
, 缓慢通入一段时间
, 其目的是________。
③关闭弹簧夹、
, 打开弹簧夹
、
, 加热蔗糖,再缓慢滴入过量
溶液。
④装置C中蔗糖完全反应后,打开弹簧夹 , 继续缓慢通入一段时间
。
【数据处理】
(9)实验测得3.42 g蔗糖样品在足量氧气中反应后,装置D增重1.98 g,装置E增重5.28 g。计算可得蔗糖分子中碳、氢、氧原子的个数比为________。
【实验反思】
(10)若缺少F装置会导致________。
【实验拓展】结合质谱仪确定化学式
(11)项目组同学通过文献调查获知可借助质谱仪测定水的相对分子质量为18,从而确定了水的化学式为。因此,同样借助质谱仪测定了蔗糖的相对分子质量为342,由此确定蔗糖的化学式为________。

表一 某自来水出厂常规九项目检指标
一般化学指标 | 感官性指标 | 一般化学指标 | 消毒剂常规指标 | 微生物指标 | |||||
一般化学指标 | 肉眼可见物 | 臭和味 | 浑浊度 | 色度 | pH值 | 高锰酸钾盐指数 | 游离氯 | 总大肠杆菌群 | 菌落总数 |
检测值 | 无 | 无异臭、异味 | 0.15 NTU |
| 7.63 | 0.85 mg/L | 0.78 mg/L | 未检出 | 0 |
限值 | 无 | 无异臭、异味 |
| 6.5~8.5 |
| 不应检出 |
| ||





a.漏斗内液面高于滤纸的边缘 b.未用玻璃棒引流
c.漏斗尖端未靠在烧杯内壁 d.漏斗内的滤纸有破损


A.水是由氢气和氧气组成的
B.水是由氢分子和氧原子构成的
C.每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
某化学兴趣小组围绕“催化剂与分解”开展探究活动。请回答相关问题。
(1)实验中需要标注的安全图标有___________。
A. 护目镜 | B. 热烫 | C. | D. 洗手 |
【探究一】验证粘胶凝固的小球的催化作用
(2)取4 mL 10%的溶液于试管中,放入0.5 g粘胶凝固的
小球,将带火星木条置于试管口,观察到溶液中立即产生气泡,②________(补充完现象)。从试管中取出小球,洗净,晾干,称量,其质量仍为0.5 g。说明粘胶凝固的
小球能催化分解
产生
, 请写出反应的化学方程式:③________。
(3)为了使本探究更加严谨,小组讨论后又做了一个对照实验:向盛有4 mL ④________的试管中,加入0.5 g粘胶凝固的小球,无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
(4)向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各0.5 g,然后都注入4 mL 10%的
的溶液,相同条件下测量不同时间产生
的体积(见下表),分析比较
粉末、酵母粉末的催化效率,并说明原因⑤________。
时间/s | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 0 | 10.5 | 19.8 | 27.5 | 33.1 | 36.2 | 37.5 | |
酵母 | 0 | 15.2 | 28.6 | 38.9 | 45.3 | 49.7 | 52.1 | |
【探究三】跨学科实践与应用
(5)查阅资料:酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂,生物细胞代谢会产生少量
。若
在细胞内积累,会对细胞造成伤害。因此,大多数生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶,其作用是:⑥________。
(6)若利用溶液自制高原旅行的简易供氧器,为实现缓慢供氧并控制反应,除
溶液,还应选用的最优试剂为⑦________(选填编号)。
可供选择的试剂:①粉末 ②粘胶凝固的
小球 ③酵母粉末
(7)反思总结:实践学习后,部分同学交流的以下观点,你认为正确的有⑧___________。
| A. 解决实践中的真实问题,通常需要多学科知识 |
| B. 当设计的装置比较优秀时,没有必要组内交流 |
| C. 设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件 |
| D. 开展跨学科实践活动费时费力,不利于综合素养的发展 |