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        簡易供氧器的藥品怎么選

        2024-12-31 00:00:00張暉劉曉莉
        關(guān)鍵詞:過氧化鈉制氧碳酸鈉

        在許多場合中,我們需要準(zhǔn)備額外的氧氣,例如潛水、爬山等.如果讓我們來設(shè)計(jì)簡易的供氧器,那么我們該如何選擇制取氧氣的藥品呢?

        一、高錳酸鉀與過氧化氫

        我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了兩種主要的制氧方法,分別是加熱高錳酸鉀與分解過氧化氫,在日常生活中,我們能否根據(jù)加熱高錳酸鉀的方法來設(shè)計(jì)簡易供氧器呢?

        首先,高錳酸鉀有一定的腐蝕性,在使用高錳酸鉀時(shí),不當(dāng)?shù)牟僮骺赡軙?huì)使我們的呼吸道、消化道、眼睛、皮膚等部位受到傷害.其次,高錳酸鉀遇到一些特定的化學(xué)物質(zhì),還可能引發(fā)爆炸或自燃,最后,加熱操作需要使用火焰,這不便于日常使用,還容易引發(fā)火災(zāi).綜上所述,加熱高錳酸鉀的方法并不是一個(gè)良好的選擇.

        我們能否根據(jù)分解過氧化氫的方法來設(shè)計(jì)簡易供氧器呢?

        在操作得當(dāng)?shù)那闆r下,我們一般不會(huì)受到過氧化氫的傷害.過氧化氫分解后的產(chǎn)物是水和氧氣,無污染,一般也不會(huì)帶來危險(xiǎn),過氧化氫在常溫下即可分解,不涉及加熱,安全性更高.所以分解過氧化氫的方法可以用來設(shè)計(jì)簡易供氧器.

        二、過碳酸鈉

        從實(shí)用的角度考慮,過氧化氫不穩(wěn)定,不便于儲(chǔ)存,其液態(tài)的形式一定程度上也不便于運(yùn)輸與使用,那么,在制作簡易供氧器前,我們該如何對過氧化氫進(jìn)行優(yōu)化呢?

        顯然,將過氧化氫轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定的固態(tài)物質(zhì)是一個(gè)很好的方向.巧合的是,確實(shí)有一種物質(zhì),從名稱到性質(zhì),都非常貼合我們的需求,這個(gè)物質(zhì)便是固體雙氧水.

        固體雙氧水,學(xué)名為過碳酸鈉,是將過氧化氫與碳酸鈉加工后得到的化合物.與過氧化氫相比,過碳酸鈉性質(zhì)較為穩(wěn)定,便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸.過碳酸鈉遇水容易分解,發(fā)生的反應(yīng)如圖1所示,過氧化氫不穩(wěn)定,容易進(jìn)一步分解,生成水和氧氣.

        所以,當(dāng)我們需要制取氧氣時(shí),只需要讓過碳酸鈉接觸水,如果想讓制取氧氣的速度更快,那么我們可以再加入一些二氧化錳,使過氧化氫更快速地分解.

        三、過氧化鈉

        同學(xué)們可能在關(guān)于潛艇的文章中了解到,過氧化鈉也可以用來制氧,其在制氧的過程中還可以吸收掉環(huán)境中的二氧化碳,這是因?yàn)檫^氧化鈉可以與人體呼出的二氧化碳發(fā)生反應(yīng),生成氧氣,另外,過氧化鈉還可以與水發(fā)生反應(yīng),生成過氧化氫,過氧化氫則可以進(jìn)一步分解為水和氧氣.

        為了避免過氧化鈉與空氣中的二氧化碳和水反應(yīng),我們應(yīng)密封儲(chǔ)存過氧化鈉,在使用過氧化鈉制取氧氣時(shí),一定要謹(jǐn)慎,因?yàn)檫^氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)會(huì)放出大量熱,操作不當(dāng)可能會(huì)引發(fā)火災(zāi).過氧化鈉還具有腐蝕性,誤吸入過氧化鈉粉末會(huì)對人體組織造成傷害.綜合來看,在簡易供氧器的制作中,不推薦使用過氧化鈉,過碳酸鈉才是更好的選擇.

        學(xué)即用 練一練

        1.為探究某簡易供氧器的工作原理,某化學(xué)小組在老師的指導(dǎo)下,取出了該供氧器中的過碳酸鈉進(jìn)行探究,設(shè)計(jì)的制氧裝置如圖2所示.已知過碳酸鈉遇水會(huì)生成碳酸鈉與過氧化氫.

        (1)分液漏斗中的液體藥品是____.

        (2)若想增加氧氣的生成速率,則錐形瓶中還應(yīng)加入的固體為____.反應(yīng)結(jié)束后,該固體的質(zhì)量____(填“增大”“減小”或“不變”).

        (3)應(yīng)在____時(shí)收集氣體.

        參考答案

        1.(1)水 (2)二氧化錳(或MnO2) 不變 (3)導(dǎo)管口有氣泡連續(xù)均勻地冒出

        [本文系2023年度河南省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目《基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中化學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)應(yīng)用研究》(JCJYB2307010040)研究成果]

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