3. (2024·东营)特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢?在老师的指导下,同学们开展了下列活动。
【界定任务】小英同学认为,首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据
反应物状态和反应条件
确定发生装置,根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
【建构模型】老师提供了如图甲所示的实验装置,同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。
(1) 仪器a的名称:
锥形瓶
;仪器b的名称:
水槽
。
(2) 加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取与收集装置是
AC(或AE)
(填字母),用过氧化氢制取氧气的化学方程式为
$2\mathrm{H}{}_{2}\mathrm{O}{}_{2}\overset{\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{}_{2}}{=}2\mathrm{H}{}_{2}\mathrm{O}+\mathrm{O}{}_{2}\uparrow$
。

【模仿改造】化学制氧机(原理图见图乙)利用过碳酸钠($2Na_{2}CO_{3}\cdot 3H_{2}O_{2}$)白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气,过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,加湿过滤仓底部导管口有气泡冒出。
(1) 加湿过滤仓不仅可以过滤杂质,利用氧气
不易
溶于水的性质,使氧气变得湿润,而且可以根据
产生气泡的快慢
来判断产生氧气的速率。
(2) 写出验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法:
将带火星的木条放在加湿过滤仓上方导管口,若木条复燃,证明为氧气
。
(3) 制氧机内部气流采用高压进低压出(即产生的气体在高处聚集,经导管从低处进入加湿过滤仓)的方式,可能的目的有
使得到的氧气充分润湿(合理答案均可)
。
(4) 选择制作简易供氧器的反应原理时,不需要考虑的因素是
B
(填字母)。
A. 原料是否价廉易得
B. 所制气体的性质
C. 反应速率是否适中
D. 实验条件是否易于控制
E. 是否安全、环保
【评价反思】展示环节,小英同学所在小组制作的简易供氧器(如图丙)得到了大家的好评,并提出如下修改意见:在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管,以提高适用性。