广东省高考化学二轮复习 专题15 实验方案设计的变量控制课件

控制变量法学习目标学会利用控制变量确定研究因素及探究方法一、“控制变量〞的概念控制变量法是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化。二、“控制变量〞的思想方法当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响。课堂反响练习1〔2021浙江27节选〕超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反响为：〔5〕研究说明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比外表积可提高化学反响速率。为了分别验证温度、催化剂比外表积对化学反响速率的影响规律，某同学设计了三组实验，局部实验条件已经填在下面实验设计表中。课堂反响练习1实验编号T/0CNO的初始浓度/mol.L-1CO的初始浓度/mol.L-1催化剂的比表面积/m2.g-1Ⅰ2801.20×10-35.80×10-582Ⅱ124Ⅲ350124①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。1.20×10-35.80×10-52801.20×10-35.80×10-5〔5〕研究说明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比外表积可提高化学反响速率。为了分别验证温度、催化剂比外表积对化学反响速率的影响规律，某同学设计了三组实验，局部实验条件已经填在下面实验设计表中。不变量变量变量不变量【归纳】运用“控制变量〞思想方法解题的思路1、明确研究对象2、分清可控制的变量与不变量只有可控制的变量是变化的〔2021·广东，20〕某探究小组用HNO3与大理石反响过程中质量减小的方法，研究影响反响速率的因素。所用HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298K、308K,每次实验HNO3的用量为25.0mL，大理石用量为10.00g。〔1〕请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：课堂反响练习2实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/mol/L实验目的①298粗颗粒2.00(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响；（Ⅱ）实验①和

探究温度对该反应速率的影响；（Ⅲ）实验①和

探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响。②③④1.00308细颗粒③④变量298粗颗粒不变量粗颗粒2.002982.00所用HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298K、308K,每次实验HNO3的用量为25.0mL，大理石用量为10.00g。课堂反响练习33、〔2021广东31节选〕碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2％淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂，探究反响条件对化学反响速率的影响。：S2O82－+2I－=2SO42－+I2(慢)I2+2S2O32－=2I－+S4O62－(快)⑵为探讨反响物浓度对化学反响速率的影响，设计的实验方案如下表：表中Vχ=mL，理由是。课堂反响练习3实验序号

体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vχ4.04.02.0⑵为探讨反响物浓度对化学反响速率的影响，设计的实验方案如下表：表中Vχ=mL，理由是。2.0保持溶液总体积相同，仅改变S2O82—的浓度而其它物质浓度不变。不变量变量课堂反响练习4〔2021广东33〕H2O2是一种绿色氧化复原试剂，在化学研究中应用广泛。〔1〕某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反响速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器②设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定____________________________________〔要求所测得的数据能直接表达反响速率大小〕。④参照下表格式，拟定实验表格，完整表达实验方案〔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〕。〔1〕某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反响速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器②设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定____________________________________〔要求所测得的数据能直接表达反响速率大小〕。④参照下表格式，拟定实验表格，完整表达实验方案〔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〕。〔1〕某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反响速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器②设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定____________________________________〔要求所测得的数据能直接表达反响速率大小〕。方案1：“收集到相同体积的O2所需的时间〞方案2：“相同时间内所收集O2的体积〞不变量不变量变量方案1：对应②中“收集到相同体积的O2所需的时间〞变量不变量“1〞与“2〞比照实验中溶液总体积不变不变量〔1〕某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反响速率的影响。方案2：对应②中“相同时间内所收集O2的体积〞变量不变量“1〞与“2〞比照实验中溶液总体积不变不变量〔1〕某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反响速率的影响。课堂反响练习5〔2021.汕头模拟节选〕铝及铝合金经过阳极氧化，铝外表能生成几十微米的较厚的氧化铝膜。某研究性学习小组对铝外表氧化膜的保护作用展开了研究，他们查阅有关资料得知：尽管铝外表致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水等)隔绝，对铝制品起到保护作用，但铝制容器仍不能长期用来盛放和腌制咸菜。究其原因，该小组设计了一个实验以探究其中的原因。他们的实验过程如下：实验编号

实验过程

实验现象1取一小片铝片于试管中，加入1.0mol·L－1的盐酸2mL30秒时开始有少量气泡，然后产生气泡的速率加快，最后铝片消失2取一小片铝片于试管中，加入0.5mol·L－1的硫酸2mL55秒时开始有少量气泡，然后产生气泡的速率加快，最后铝片消失3取一小片铝片于试管中，加入氯化铜稀溶液3分钟左右表面产生少量气泡，且铝表面析出一些红色固体4取一小片铝片于试管中，加入硫酸铜稀溶液一直没有明显的变化你认为实验1、2中盐酸和硫酸的浓度分别为1.0mol·L－1、0.5mol·L－1的原因是

.保持两溶液中氢离子浓度相同，探究氯离子和硫酸根离子对反响的影响。【自我检测】1〔2021年广州市调研测试题33节选〕某研究小组为了研究不同条件下金属铝粉在过量稀硫酸中的溶解性能，设计如下实验。：c(H2SO4)=4.5mol·L－1，反响均需要搅拌60min。〔1〕实验①和②的目的是。为了获得铝粉溶解量，还需要测量的数据是。其它条件不变，温度对稀硫酸溶解铝粉量的影响。反响60min后剩余铝粉的质量〔2〕实验①和③是为了研究硫酸的浓度对该反响的影响，那么t1=℃，V1=mL。〔3〕实验③和④是为了研究参加CuSO4溶液对该反响的影响，那么t2=℃，V2=mL。研究说明，在相同条件下参加少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是。20202015少量的Cu与Al构成原电池，使反响速率加快【自我检测】2〔2021全国课标卷28节选〕某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现参加少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请答复以下问题：〔5〕为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别参加到6个盛有过量Zn粒的反响瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。混合溶液\实验ABCDEF4mol·L-1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①请完成此实验设计，其中：V1=

，V6=

，V9=

；301017.5【自我检测】3〔2021届湛江十月调研题33节选〕⑴硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打，照相业中用作定影剂。某兴趣小组用0.20mol·L—1H2SO4、0.10mol·L—1Na2S2O3等试剂，探究反响条件对化学反响速率的影响。完成下面的实验设计表：浓度催化剂【自我检测】1浓度催化剂表中Vx=

mL，理由是

。5保持溶液总体积相同，仅改变S2O32—的浓度而其它物质浓度不变。【自我检测】4〔2021江门调研〕石灰石(主要成分为CaCO3)是重要的工业原料。(3)为了研究在室温条件下CaCO3与盐酸的反响速率与c(H＋)浓度关系，设计实验方案:在不同盐酸浓度下，测定生成相同体积CO2所需要的时间。实验仪器任选，所需药品：2mol∙L-1HCI溶液(密度约为1g/mL)，蒸馏水。拟定以下表格，请补充填写实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据不能用数值表示时可用字母表示)。t/sV(CO2)/mL1010qqt1t2【自我检测】5某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：【实验】制备银镜，并与Fe(NO3)3溶液反响，发现银镜溶解。【提出假设】假设l：Fe3+具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe(NO3)3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。【设计实验方案，验证假设】(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2+，验证了假设1成立。请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式：。Ag+Fe3+=Ag++Fe2+【自我检测】5