興趣小組開展“自制簡(jiǎn)易家庭制氧機(jī)”的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)。
活動(dòng)一：探秘制氧原理
目前市場(chǎng)上常見的家用制氧機(jī)的工作原理有兩種：分子篩制氧法和化學(xué)試劑法。
（1）分子篩制氧法以空氣為原料，當(dāng)空氣經(jīng)過分子篩時(shí)，氮?dú)夂脱鯕夥蛛x，獲得高濃度的氧氣。其微觀示意圖如圖所示。則該制氧機(jī)制得的“氧氣”屬于

混合物

混合物

（選填“純凈物”或“混合物”）。

（2）市場(chǎng)上銷售的家用化學(xué)試劑制氧機(jī)的主要原料一般是過氧化氫溶液或過碳酸鈉固體（化學(xué)式為2Na₂CO₃?3H₂O₂。溶于水后能發(fā)生反應(yīng)：2Na₂CO₃?3H₂O₂

M

n

O

2

Na₂CO₃+H₂O+O₂，（且該反應(yīng)放熱）。不采用高錳酸鉀分解制氧氣的原因可能是

反應(yīng)需要加熱

反應(yīng)需要加熱

。
活動(dòng)二：選擇制氧試劑
【查閱資料】常溫常壓下產(chǎn)生150mL的氧氣，以5%的過氧化氫溶液為制氧劑需要9.1mL；以過碳酸鈉為制氧劑需要1.41g。
【實(shí)驗(yàn)方案】利用如圖裝置設(shè)計(jì)如下表實(shí)驗(yàn)并記錄0～20min量筒中水的體積。
?

	錐形瓶中藥品	注射器中藥品
實(shí)驗(yàn)1	0.2g二氧化錳	9.1mL5%過氧化氫溶液
實(shí)驗(yàn)2	1.41g過碳酸鈉和0.2g二氧化錳	一定體積的水

（1）檢查如圖裝置氣密性時(shí)，先堵住末端導(dǎo)管口，將注射器活塞拉動(dòng)到一定位置，松開手后，活塞回到原位置，說明裝置

不漏氣

不漏氣

（選填“漏氣”或“不漏氣”）。
（2）實(shí)驗(yàn)1中反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為

H₂O₂

M

n

O

2

H₂O+O₂

H₂O₂

M

n

O

2

H₂O+O₂

。
（3）實(shí)驗(yàn)2中水的體積較合適的是

9.1

9.1

mL。（選填“1.41”或“9.1”）
（4）依據(jù)如圖所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，小組同學(xué)決定選用過碳酸鈉固體作為便攜式制氧機(jī)的制氧劑，理由是：

①過碳酸鈉是固體，比過氧化氫溶液便于攜帶；
②

過碳酸鈉制取氧氣的速率更快

過碳酸鈉制取氧氣的速率更快

。
活動(dòng)三：自制制氧裝置
小組同學(xué)利用飲料瓶、吸管等廢舊物品設(shè)計(jì)并制作了如圖裝置。洗氣裝置中的水除了有過濾雜質(zhì)提純氧氣的作用外，還可以起到的作用是

AB

AB

（填序號(hào)）。
?
A.觀察氧氣生成速率
B.降低吸入氧氣溫度
C.加快氧氣生成速率
活動(dòng)四：成果交流展示
小組同學(xué)將自制簡(jiǎn)易家用制氧機(jī)在原版本的基礎(chǔ)上經(jīng)歷了如圖所示的迭代優(yōu)化，請(qǐng)寫出改進(jìn)后裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)

節(jié)省材料（合理即可）

節(jié)省材料（合理即可）

。
?
裝置進(jìn)行展示后得到了師生的好評(píng)。在跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中，同學(xué)們也學(xué)到了將化學(xué)、技術(shù)、工程融合解決實(shí)際問題的思路與方法。