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控制变量化学实验探究题精选1、（2015届梅州二模)(17分）有硫酸酸化的草酸（H2C2O4，二元弱酸）溶液能将KMnO4溶液中的MnO4转化为Mn2+。某化学小组研究发现，少量MnSO4可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：（1）常温下，控制KMnO4溶液初始浓度相同，调节不同的初始pH和草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表。实验编号温度初始pH0.1 mol/L草酸溶液/mL0.01mol/LKMnO4溶液体积/mL蒸馏水体积/mL待测数据（反应混合液褪色时间/s）常温1205030 t1常温2205030t2常温240_t3（2）该反应的离子方程式_。（3）若t1t2，则根据实验和得到的结论是_。（4）请你设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用，完成下表中内容。实验方案（不要求写出具体操作过程）预期实验结果和结论_（5）化学小组滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度：取ag草酸晶体（H2C2O42H2O，摩尔质量126g/mol）溶于水配成250mL溶液，取25. 00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4酸化，再用KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定两次，平均消耗KMnO4溶液VmL。滴定到达终点的现象是: _；实验中所需的定量仪器有_（填仪器名称）。该KMnO4溶液的物质的量浓度为_mol/L。答案:（17分） 50（1分） 10（1分） 5H2C2O4 2MnO4 6H+10CO2 2Mn2+ 8H2O （2分） 溶液的pH对该反应的速率有影响（2分）实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论往反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验相同，进行对比实验（2分）若反应混合液褪色时间小于实验中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用）（2分） 滴入一滴KMnO4溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色（2分） 托盘天平、250mL容量瓶、（酸式）滴定管（3分）2、.(2015年茂名二模）（17分)KMnO4是常见试剂.某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4(K1=5.4102)的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”,并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器:0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010mol/L KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽 物理量编号V(0.20 mol/L H2C2O4溶液)/mL甲V(0.010mol/L KMnO4溶液)/mLM(MnSO4固体)/gT/乙2.004.00502.004.00251.0a4.00252.004.00.125(1)完成上述反应原理的离子反应方程式 (2)上述实验是探究 对化学反应速率的影响;若上述实验是探究浓度对化学反应速率的影响,则表格中“甲”应填写 ,a为 ;乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”应填写 。(3)上述实验是探究催化剂对化学反应速率的影响。请在答题卷的坐标图中画出实验和的能量变化关系图(作必要的标注)。. 某化学小组利用下图装置进行实验证明氧化性:KMnO4Cl2Br2。限选试剂:KBr溶液、KMnO4、浓盐酸、浓硫酸(4)装置a 、d中盛放的试剂分别是: 、 ;实验中观察到的现象为 ;此实验装置的不足之处是 。答案(17分)(1)2MnO4+ 5H2C2O4+6H+2Mn2+10CO2+8H2O(写出草酸1分,配平1分,共2分)(2)温度;V(蒸馏水)/mL,1.0;t(溶液褪色时间)/s (每空2分8分)(3)(实验图像画出双峰,均给分) (2分)(4)浓盐酸;KBr溶液(2分);c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为棕(橙)黄色(2分);没有尾气吸收装置(1分)3（2015年揭阳二模）（16分）氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。I.某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。实验编号反应物催化剂10 mL 2% H2O2溶液无10 mL 5% H2O2溶液无10 mL 5% H2O2溶液1 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液1 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液1 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液（1）实验和的目的是_。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是_（填一种方法即可）。（2）实验中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。分析该图能够得出的实验结论是_。II.资料显示，某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。（1）某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢，实验时可以通过测量_ 或_ 来比较。（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。请解释化学反应速率变化的原因： _ 。请计算H2O2的初始物质的量浓度为_ (保留两位有效数字)。为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用，需补做下列实验（无需写出具体操作）： ；b. 。答案I.（1）探究浓度对反应速率的影响（2分）；向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）（2分）（2）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率（2分）II.（1）单位时间内产生O2的体积（分）；生成单位体积O2所需要的时间（2分）（2）随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢（2分）；0.11 molL1（2分） MnO2的质量有没有改变 MnO2的化学性质有没有改变（2分，各1分）4(2015年佛山二模）（16分）)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，某课题组利用Fe粉和酸性KNO3溶液反应模拟地下水脱氮过程，理想的脱氮原理为：4Fe + NO3- + 10H+ = 4Fe2+ + NH4+ + 3H2O。（1）研究发现：随着KNO3溶液酸性的减弱，对应还原产物中氮元素的化合价越低。课题组用酸性弱的KNO3溶液进行实验，没有观察到气体生成，则该条件下KNO3的还原产物可能是 （化学式）。（2）实验发现：反应一段时间后，反应体系中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是 。a生成的Fe2+水解 b. Fe2+被氧化生成Fe3+ c. Fe2+被还原成Fe（3）该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。可能用到的试剂和仪器：粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、2.0mol/L KNO3、0.1 mol/L H2SO4、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。设计实验方案：在不同的自变量（温度、铁粉颗粒的大小）时，测定 （要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据：数据用字母表示）。【提示】离子色谱仪能跟踪测定溶液中的c(NO3-) 物理量实验序号V（2.0mol/L KNO3）/mL1a2a3a进一步的研究表明：将铁粉和活性炭同时加入上述KNO3溶液中，可以明显提高脱氮速率，其原因是 。答案:（1） NH4（2分） 【补充标准】NH4、NH3、NH3H2O，其他铵盐（除NH4NO3）都给2分， NH4NO3给1分（2） a b（3分，只选一个且正确给2分，错选0分） 【补充标准】错选c零分，写成大写AB扣1分。如答“A”，只给1分。（3）相同时间内c(NO3)变化（或c(NO3)变化相同时所需的反应时间）（2分）【补充标准】 两个给分点：“同一时间或变化浓度”1分，“变化相同浓度或反应时间”给1分。 比如答成“单位时间c(NO3)变化”只给1分。 （6分） 物理量实验序号V（2.0 mol/L KNO3） / mLV（0.1mol/LH2SO4） / mLT(水浴温度)/m(粗颗粒Fe粉）/gm(细颗粒Fe粉）/gc(NO3)/(molL1)t（反应时间）/sabT1c0tabT2c0tabT10ct或 物理量实验序号V（2.0 mol/L KNO3） / mLV（0.1mol/LH2SO4） / mLT(水浴温度)/m(粗颗粒Fe粉）/gm(细颗粒Fe粉）/gc(NO3)/(molL1)t（反应时间）/sabT1c0dabT2c0dabT10cd（用数字表示合理，共扣1分）【补充标准】 共6个给分点，每个给分点各1分 硫酸相同1分，温度对比1分，铁粉质量相同1分，颗粒粗细对比1分，浓度变化1分，反应时间1分。活性炭和铁构成了无数个微小的铁碳原电池加快反应速率（3分）【补充标准】两个给分点。 “构成原电池”给2分，“加快反应速率”给1分。5、乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业。实验室制备乙酸乙酯的化学方程式：CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O，为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸收剂的作用，某同学利用下图所示装置进行了以下四个实验。实验开始先用酒精灯微热3 min，再加热使之微微沸腾3 min。实验结束后充分振荡试管再测有机层的厚度，实验记录如下：实验编号试管中的试剂试管中试剂测得有机层的厚度/cmA2 mL乙醇、2 mL乙酸、1 mL 18 molL1浓硫酸饱和碳酸钠溶液5.0B3 mL乙醇、2 mL乙酸0.1C3 mL乙醇、2 mL乙酸、6mL 3 molL1硫酸1.2D3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸1.2（1）实验D的目的是与实验C相对照，证明H对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是_mL和_mol/L。（2）分析实验_（填实验编号）的数据，可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是_。（3）加热有利于提高乙酸乙酯的产率，但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低，可能的原因是_（答出两条即可）。【答案】（1）66（2）A、C浓硫酸可以吸收酯化反应生成的水，平衡向生成乙酸乙酯的方向移动（3）有大量乙酸和乙醇被蒸出；温度过高而发生其他反应【解析】（1）H对反应的催化作用，需要确保c（H）相等、溶液体积相等。6、为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在四支试管中分别加入3mLH2O2溶液，并测量收集VmL气体所需的时间，实验记录如下：实验序号H2O2溶液浓度H2O2溶液温度催化剂所用时间5%202滴1mol/LFeCl3t15%402滴1mol/LFeCl3t210%202滴1mol/LFeCl3t35%20不使用t4请回答：（1）过氧化氢分解的化学方程式是_。（2）实验是研究_对反应速率的影响。（3）实验测得，原因是_。（4）实验的测定过程如下图，曲线a对应的实验序号是_（填“”或“”）。【答案】（1）（2分，写或催化剂或不写条件不扣分）（2）温度（2分）（3）在其他条件相同时（2分），实验的反应物浓度大于实验的反应物浓度，所以实验的反应速率大于实验的反应速率（2分）（4）（2分）【解析】（1）过氧化氢在催化剂的作用下，分解生成氧气和水，方程式为。（2）实验中只有温度是不同的，实验研究的是温度对反应速率的影响。（3）实验中只有反应物的浓度是不同放热，所以在其他条件相同时，实验的反应物浓度大于实验的反应物浓度，所以实验的反应速率大于实验的反应速率，所用时间就少。（4）催化剂能加快反应速率，所用根据图像可知，曲线不是实验的。7、（09年安徽高考理综）Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。实验编号实验目的T/KPHc/10-3molL-1H2O2Fe2+为以下实验作参考29836.00.30探究温度对降解反应速率的影响298106.00.30数据处理实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。（2）请根据右上图实验曲线，计算降解反应在50150s内的反应速率：（p-CP）= molL-1s-1解释与结论（3）实验、表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因： 。（4）实验得出的结论是：PH等于10时， 。思考与交流（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法： 答案：（1）实验编号实验目的T/KPHc/10-3molL-1H2O2Fe2+31336.00.30探究溶液的PH对降解反应速率的影响（2）8.010-6 (3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。（4）反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）（5）将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10（或将所取样品骤冷等其他合理答案均可）解析：(1)实验是参照实验，所以与实验相比，实验和只能改