题目
氧是人体不可须臾缺少的“养生之气”，是机体新陈代谢启动机制的关键物质，是人体生命运动的第一需要。人体如果因为环境或自身生理、疾病因素引起缺氧，就会产生头晕、头痛、失眠、胸闷、心悸、记忆力下降、抵抗力降低等一系列症状与病变。某品牌 HG3N型氧气机采用先进的变压吸附原理，以空气为原料，分离出高纯度医用氧气，产氧快、安全、方便，轻松取代瓶装氧和化学制氧，是长期用氧者的首选。右表是铭牌上的部分数据。 规格/参数 HG3系列 额定功率（W） 350 工作电压（V） 220±10% 氧气流量（L/min） 1-3 氧气浓度（%） ≤93 输出压力（Mpa） 0.05-0.08 整机重量（kg） 27 外形尺寸（mm） 365×400×650 （1）HG3N型氧气机从空气中分离出氧气，这是一种 ____ 变化；证明HG3N型氧气机产生的气体是氧气的方法是： ____ 。（2）某人将氧气机的氧气流量调节至2L/分钟，分离出的氧气体积分数为80%，使用一小时后，大约有多少升空气进入制氧机？（空气中氧气体积分数为20%计算）（3）目前市场上有多种制氧方式，如化学制氧机、HG3N型氧气机等。某同学想为家人购买一款制氧机收集了如下信息。请完成表中空白处，并请根据表中信息计算说明：按目前价格使用化学制氧机与使用HG3N型制氧机相比在经济上是否有优势？（设两种制氧机整机寿命均可达1万小时以上，每度电0.5元。） 吸氧方式 购机成本 分次投入成本 每小时使用费用 化学制氧机 300元 4元/袋，可连续使用15分钟 ____ HG3N型氧气机 4000元 每小时耗电量： ____ kW•h ____
氧是人体不可须臾缺少的“养生之气”，是机体新陈代谢启动机制的关键物质，是人体生命运动的第一需要。人体如果因为环境或自身生理、疾病因素引起缺氧，就会产生头晕、头痛、失眠、胸闷、心悸、记忆力下降、抵抗力降低等一系列症状与病变。
某品牌 HG3N型氧气机采用先进的变压吸附原理，以空气为原料，分离出高纯度医用氧气，产氧快、安全、方便，轻松取代瓶装氧和化学制氧，是长期用氧者的首选。右表是铭牌上的部分数据。
（1）HG3N型氧气机从空气中分离出氧气，这是一种 ____ 变化；证明HG3N型氧气机产生的气体是氧气的方法是： ____ 。
（2）某人将氧气机的氧气流量调节至2L/分钟，分离出的氧气体积分数为80%，使用一小时后，大约有多少升空气进入制氧机？（空气中氧气体积分数为20%计算）
（3）目前市场上有多种制氧方式，如化学制氧机、HG3N型氧气机等。某同学想为家人购买一款制氧机收集了如下信息。请完成表中空白处，并请根据表中信息计算说明：按目前价格使用化学制氧机与使用HG3N型制氧机相比在经济上是否有优势？（设两种制氧机整机寿命均可达1万小时以上，每度电0.5元。）
某品牌 HG3N型氧气机采用先进的变压吸附原理，以空气为原料，分离出高纯度医用氧气，产氧快、安全、方便，轻松取代瓶装氧和化学制氧，是长期用氧者的首选。右表是铭牌上的部分数据。
| 规格/参数 | HG3系列 |
| 额定功率（W） | 350 |
| 工作电压（V） | 220±10% |
| 氧气流量（L/min） | 1-3 |
| 氧气浓度（%） | ≤93 |
| 输出压力（Mpa） | 0.05-0.08 |
| 整机重量（kg） | 27 |
| 外形尺寸（mm） | 365×400×650 |
（2）某人将氧气机的氧气流量调节至2L/分钟，分离出的氧气体积分数为80%，使用一小时后，大约有多少升空气进入制氧机？（空气中氧气体积分数为20%计算）
（3）目前市场上有多种制氧方式，如化学制氧机、HG3N型氧气机等。某同学想为家人购买一款制氧机收集了如下信息。请完成表中空白处，并请根据表中信息计算说明：按目前价格使用化学制氧机与使用HG3N型制氧机相比在经济上是否有优势？（设两种制氧机整机寿命均可达1万小时以上，每度电0.5元。）
| 吸氧方式 | 购机成本 | 分次投入成本 | 每小时使用费用 |
| 化学制氧机 | 300元 | 4元/袋，可连续使用15分钟 | ____ |
| HG3N型氧气机 | 4000元 | 每小时耗电量： ____ kW•h | ____ |
题目解答
答案
解：（1）根据各种气体的沸点不同将空气分离，是物理方法，氧气能使带火星的木条复燃；
（2）1小时氧气的量为：V氧=$\frac{2L/min×60min}{80%}$=150L，
1小时进入制氧机的空气的量为：V空气=$\frac{{V}_{氧}}{20%}$=$\frac{150L}{20%}$=750L；
（3）化学制氧机每小时使用费用为：$\frac{60min}{15min}$×4元=16元；
HG3N型氧气机消耗的电能为：W=Pt=0.35kW×1h=0.35KW•h，
HG3N型氧气机每小时使用费用：0.35KW•h×0.5元/KW•h=0.175元。
故答案为：（1）物理；能使带火星的木条复燃；（2）使用一小时后，大约有750升空气进入制氧机；（3）16元；0.35；0.175元。
（2）1小时氧气的量为：V氧=$\frac{2L/min×60min}{80%}$=150L，
1小时进入制氧机的空气的量为：V空气=$\frac{{V}_{氧}}{20%}$=$\frac{150L}{20%}$=750L；
（3）化学制氧机每小时使用费用为：$\frac{60min}{15min}$×4元=16元；
HG3N型氧气机消耗的电能为：W=Pt=0.35kW×1h=0.35KW•h，
HG3N型氧气机每小时使用费用：0.35KW•h×0.5元/KW•h=0.175元。
故答案为：（1）物理；能使带火星的木条复燃；（2）使用一小时后，大约有750升空气进入制氧机；（3）16元；0.35；0.175元。
解析
步骤 1：物理变化
HG3N型氧气机从空气中分离出氧气，这是一种物理变化，因为没有新物质生成。
步骤 2：证明氧气的方法
证明HG3N型氧气机产生的气体是氧气的方法是：将带火星的木条伸入气体中，如果木条复燃，则证明气体是氧气。
步骤 3：计算一小时氧气的量
1小时氧气的量为：V_氧=$\frac{2L/min×60min}{80%}$=150L。
步骤 4：计算一小时进入制氧机的空气的量
1小时进入制氧机的空气的量为：V_空气=$\frac{{V}_{氧}}{20%}$=$\frac{150L}{20%}$=750L。
步骤 5：计算化学制氧机每小时使用费用
化学制氧机每小时使用费用为：$\frac{60min}{15min}$×4元=16元。
步骤 6：计算HG3N型氧气机消耗的电能
HG3N型氧气机消耗的电能为：W=Pt=0.35kW×1h=0.35KW•h。
步骤 7：计算HG3N型氧气机每小时使用费用
HG3N型氧气机每小时使用费用：0.35KW•h×0.5元/KW•h=0.175元。
步骤 8：比较经济性
化学制氧机每小时使用费用为16元，而HG3N型氧气机每小时使用费用为0.175元，因此使用HG3N型氧气机在经济上更有优势。
HG3N型氧气机从空气中分离出氧气，这是一种物理变化，因为没有新物质生成。
步骤 2：证明氧气的方法
证明HG3N型氧气机产生的气体是氧气的方法是：将带火星的木条伸入气体中，如果木条复燃，则证明气体是氧气。
步骤 3：计算一小时氧气的量
1小时氧气的量为：V_氧=$\frac{2L/min×60min}{80%}$=150L。
步骤 4：计算一小时进入制氧机的空气的量
1小时进入制氧机的空气的量为：V_空气=$\frac{{V}_{氧}}{20%}$=$\frac{150L}{20%}$=750L。
步骤 5：计算化学制氧机每小时使用费用
化学制氧机每小时使用费用为：$\frac{60min}{15min}$×4元=16元。
步骤 6：计算HG3N型氧气机消耗的电能
HG3N型氧气机消耗的电能为：W=Pt=0.35kW×1h=0.35KW•h。
步骤 7：计算HG3N型氧气机每小时使用费用
HG3N型氧气机每小时使用费用：0.35KW•h×0.5元/KW•h=0.175元。
步骤 8：比较经济性
化学制氧机每小时使用费用为16元，而HG3N型氧气机每小时使用费用为0.175元，因此使用HG3N型氧气机在经济上更有优势。