資源簡介

(共21張PPT)
基于特定需求設計和
制作簡易供氧器
目 錄
活動引入
2
活動設計與實施
3
展示與交流
4
活動目標
1
活動目標
進一步鞏固對氧氣性質和實驗室制取氧氣的原理與裝置的認識，了解實現物質定量轉化的方法，綜合應用多學科知識和工程技術手段解決實際問題
活動引入
氧氣與人體健康關系密切，在特定環境下，人們需要攜帶方便、操作簡單、安全可靠，且成本較低的供氧器。
我們能不能利用生活中的材料和相關試劑，設計和制作一個簡易供氧器呢
活動設計與實施
任 務 1
了解需求
哪些人群在哪些場景或地域會用到供氧器呢？
孕婦補氧——家庭制氧機
病人吸氧——醫用供氧器
高原吸氧——便攜式吸氧瓶
相應的供氧器應具有怎樣的特點
醫用供氧器
優點：氧氣純度高；有醫生的指導，更專業。
不足：受地方限制，不能即時吸氧；費用較高。
家庭制氧機
優點：便利，在家可以吸氧；制氧成本經濟劃算。
不足：需要通電，出門無法使用。
便攜式吸氧瓶
優點：隨身可攜帶；氧氣純度高。
不足：成本較高；一次性使用，丟棄的瓶子造成
資源浪費。
任 務 2
獲取信息
目前商業化的供氧器有哪些類型呢？
化學藥劑制氧機
分子篩制氧機
富氧膜制氧機
電子制氧機
氧立得是一款化學藥劑家用制氧機，如下是其拆解后的結構。
（1）性狀：
A劑：固體氧釋放劑(白色顆粒)，采用先進工藝生產，顆粒均勻，保質期長。
B劑：催化劑(黑色粉末或顆粒)，采用特殊工藝生產，保證出氧量穩定。
（2）規格：A劑：100g/包 B劑：3g/包
急救包(3包A劑，3包B劑) A劑：100g/包 B劑：9g/包
（3）成分：A劑：過碳酸鈉 B劑：二氧化錳
（4）氧含量：99.5%
（5）作用與用途：用于各種缺氧癥狀的補充供氧
（6）儲藏方法：干燥陰涼處保存
氧立得的使用說明
氧立得的操作方法
請將印有商標的一面朝向您：
把提手向前方推倒，解除上蓋的密封鎖定，打開蓋子。
向內桶左面的過濾加濕倉和右面的反應倉加清水至水位線。
向內桶右面的反應倉加入制氧劑，先放A劑，后放B劑。
蓋好上蓋(導管插孔在左面)，把提手扳回正上方鎖緊。
插好導管和鼻塞，開始吸氧，由觀察窗看到供氧情況。
氣泡消失，表示供氧完畢，打開上蓋，取出內桶，
倒出殘液，沖洗干凈收存。
氧立得制氧機與實驗室制取氧氣在制氧原理、收集方法、儀器裝置有
什么不同嗎？
原理：
結構：
2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3 + 3H2O2
2H2O2 2H2O + O2↑
過碳酸鈉
二氧化錳
實驗室用過氧化氫溶液 氧立得制氧機
原理
裝置/結構
2Na2CO3·3H2O2 2Na2CO3 + 3H2O2
2H2O2 2H2O + O2↑
2H2O2 2H2O + O2↑
氧立得與過氧化氫溶液制取氧氣的儀器的異同
制氧機的部位 過氧化氫溶液制氧氣的儀器
1—氧氣輸出倉
2—密封蓋
3—氧氣通道
4—反應倉
5—加濕過濾倉
導管口
橡皮塞
導管
試管
水槽
總結供氧器的工作原理和組成特點
使反應液與催化劑接觸，產生氧氣
對產生的氧氣進行洗滌和加濕，更有利于人體呼吸
輸送氧氣
任 務 3
設計制作
如何設計一款簡易的制氧機呢？類比實驗室制取氧氣的思路，小組討論制作簡易制氧機的思路？
發生裝置：
試劑狀態、
反應條件
確定反應原理
選擇發生裝置
過氧化氫分解制取氧氣
選擇收集裝置
收集裝置：
氣體的性質：密度、是否溶于水，是否與水反應等
基于需求確定制備原理
選擇反應裝置
確定吸氧設備
你會選擇哪一種原理制作制氧機呢？
小組討論選擇制氧原理時需考慮哪些因素呢？
需考慮哪些因素：適用的場景、原料來源、安全、環保、操作是否方便等等。
過碳酸鈉
……
分離液態空氣
電解水
過氧化氫溶液分解
O2
加熱高錳酸鉀
實際供氧量
氧立得說明書使用建議:
除了上述因素外，還需考慮哪些什么呢？
通用情況 A劑+B劑 用水量 供氧量/分鐘 時間 備注
日常保健 1A + 1B 約600毫升冬季少加100毫升夏季多加100毫升 ≥ 350mL ≥ 15分鐘 水溫高低會影響供氧時間，但總出氧量不會減少
一般缺氧 2A + 1B ≥ 500mL ≥ 25分鐘
急救 3A + 2B ≥ 1200mL ≥ 15分鐘
標準狀況下，氧氣的密度為1.43 g/L，如果要供給正常健康人連續吸氧10分鐘，制氧的氣流量約為350mL/min，產生的氧氣純度約為99.5%，大約需要過氧化氫多少克
如何定量確定制氧劑呢？
解：產生氧氣的質量=
設大約需要過氧化氫的質量為x。
2H2O2 2H2O + O2↑
32
5 g
68
x
x = 10.6 g
答：大約需要過氧化氫的質量為10.6 g。
相對原子質量H-1 O-16
解：產生氧氣的質量=1.43 g/L×10 min×0.35 L/min×99.5% ≈ 5 g
動手實踐：
1. 根據使用要求和已有條件，選擇合適的制氧原理，設計供氧器的組成和結構，繪制設計圖，通過計算確定相關試劑的用量，制作簡易供氧器。
初版草圖示例(僅供參考)
2. 對產品進行試驗，了解其供氧效果，并對試驗結果進行分析，從工程技術角度進一步優化產品，編寫自制供氧器的使用說明書。
說明書可從產品特點、結構、制氧步驟、注意事項等方面書寫

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