簡(jiǎn)易供氧器的藥品怎么選

在許多場(chǎng)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(jiǎn)易的供氧器，那么我們?cè)撊绾芜x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(jiǎn)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(jiǎn)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(wú)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(jiǎn)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(jiǎn)易供氧器前，我們?cè)撊绾螌?duì)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(duì)人體組織造成傷害．綜合來看，在簡(jiǎn)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(jiǎn)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]