二輪復(fù)習《變量控制思想在實驗中的運用》

1、實驗探究實驗探究 變量控制思想在實驗中的運用變量控制思想在實驗中的運用 控制變量思想是中學化學實驗中常用的思想控制變量思想是中學化學實驗中常用的思想方法，對影響實驗結(jié)果的因素進行控制，以達方法，對影響實驗結(jié)果的因素進行控制，以達到明確各因素在實驗中意義的目的。到明確各因素在實驗中意義的目的。 實驗法優(yōu)于觀察法和描述法的地方就在于它實驗法優(yōu)于觀察法和描述法的地方就在于它可以人為地干預(yù)和控制所研究的對象，這實際可以人為地干預(yù)和控制所研究的對象，這實際上就是控制變量思想的重要體現(xiàn)。上就是控制變量思想的重要體現(xiàn)。 在研究影響化學反應(yīng)速率和化學平衡的因素在研究影響化學反應(yīng)速率和化學平衡的因素時，由于外界

2、影響因素較多，故為搞清某個因時，由于外界影響因素較多，故為搞清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變時，再素的影響均需控制其他因素相同或不變時，再進行實驗。進行實驗。 因此，變量控制思想在這部分體現(xiàn)較為充因此，變量控制思想在這部分體現(xiàn)較為充分，在高考題中近幾年也考查較多，且多以探分，在高考題中近幾年也考查較多，且多以探究型實驗題的形式出現(xiàn)。這類題目以實驗為研究型實驗題的形式出現(xiàn)。這類題目以實驗為研究手段，模擬科學探究過程對小課題展開研究。究手段，模擬科學探究過程對小課題展開研究。盡管涉及因素較多，有其復(fù)雜性，但仍然重在盡管涉及因素較多，有其復(fù)雜性，但仍然重在考查學生基礎(chǔ)知識和基本技能、學生分

3、析能力考查學生基礎(chǔ)知識和基本技能、學生分析能力和實驗?zāi)芰?。實際上這類題目并不可怕。和實驗?zāi)芰?。實際上這類題目并不可怕。【實驗探究【實驗探究1 1】（】（20082008廣東，廣東，2020）某探究小組用某探究小組用HNOHNO3 3與與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用率的因素。所用HNOHNO3 3濃度為濃度為1.00 mol/L1.00 mol/L、2.00mol/L2.00mol/L，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K298 K、308 K,308 K,每次

4、實驗每次實驗HNOHNO3 3的用量為的用量為25.0 mL,25.0 mL,大理石用量為大理石用量為 10.00 g10.00 g。 （1 1）請完成以下實驗設(shè)計表，并在實驗?zāi)康囊粰谥刑睿┱埻瓿梢韵聦嶒炘O(shè)計表，并在實驗?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?yīng)的實驗編號：出對應(yīng)的實驗編號：實驗實驗編號編號T T/K/K大理石大理石規(guī)格規(guī)格HNOHNO3 3濃度濃度/mol/L/mol/L實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?98298粗顆粒粗顆粒2.002.00()()實驗實驗和和探究探究HNOHNO3 3濃度對該反應(yīng)速率濃度對該反應(yīng)速率的影響；的影響；（）實驗）實驗和和探究探究溫度對該反應(yīng)速率的影溫度對該反應(yīng)速率的影響；響；（）實驗

5、）實驗和和探究探究大理石規(guī)格（粗、細）大理石規(guī)格（粗、細）對該反應(yīng)速率的影響。對該反應(yīng)速率的影響。1.002982982.002.00粗顆粒粗顆粒粗顆粒粗顆粒308細顆粒細顆粒依據(jù)反應(yīng)方程式依據(jù)反應(yīng)方程式 CaCOCaCO3 3+HNO+HNO3 3 Ca(NO Ca(NO3 3) )2 2+ + CO CO2 2+ H+ H2 2O,O,計算實驗計算實驗在在707090 s90 s范圍內(nèi)范圍內(nèi)HNOHNO3 3的平的平均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計算過程）。均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計算過程）。21212121（2 2）實驗）實驗中中COCO2 2質(zhì)量隨時間變化質(zhì)量隨時間變化的

6、關(guān)系見下圖：的關(guān)系見下圖：(2)(2)反應(yīng)時間反應(yīng)時間707090 s90 s范圍內(nèi)：范圍內(nèi)：m m(CO(CO2 2)=0.95 g-0.84 g=0.11 g)=0.95 g-0.84 g=0.11 gn n(CO(CO2 2)=0.11 g)=0.11 g44 g/mol=0.002 5 mol44 g/mol=0.002 5 molHNOHNO3 3的減少量：的減少量：n n(HNO(HNO3 3)=0.002 5 mol)=0.002 5 mol =0.005 0 mol =0.005 0 mol21HNOHNO3 3的平均反應(yīng)速率：的平均反應(yīng)速率：=1.0=1.01010-2-2

7、mol/ mol/（LsLs）s20L0025. 0mol0005. 0/ )(HNO)(HNO33tVnv（3 3）請在（）請在（2 2）的框圖中，畫出實驗）的框圖中，畫出實驗、和和中中COCO2 2質(zhì)量隨質(zhì)量隨時間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。時間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖?！緦嶒炋骄繉嶒炋骄? 2】 1.1.下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)：驗數(shù)據(jù)：實驗實驗序號序號金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量/g/g金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c c(H(H2 2SOSO4 4) )/mol/L/mol/LV V(H(H2 2SOSO4 4) )/mL/mL溶液溫度溶液溫度/金屬消失金屬消失的時間的時間

8、/s/s反應(yīng)反應(yīng)前前反應(yīng)反應(yīng)后后10.10絲0.550203450020.10粉末0.55020355030.10絲0.750203625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150304440分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問題：分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問題：（1 1）實驗）實驗4 4和和5 5表明，表明， 對反應(yīng)速率有影響，對反應(yīng)速率有影響， 反應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實驗還反應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實驗還有有 （填實驗序號）；（填實驗序

9、號）；（ 2 2 ） 僅 表 明 反 應(yīng) 物 濃 度 對 反 應(yīng) 速 率 產(chǎn) 生 影 響 的 實） 僅 表 明 反 應(yīng) 物 濃 度 對 反 應(yīng) 速 率 產(chǎn) 生 影 響 的 實驗有驗有 （填實驗序號）；（填實驗序號）；（3 3）本實驗中影響反應(yīng)速率的其他因素還有）本實驗中影響反應(yīng)速率的其他因素還有 ，其實驗序號是其實驗序號是 。（ 4 4 ） 實 驗 中 的 所 有 反 應(yīng) ， 反 應(yīng) 前 后 溶 液 的 溫 度 變） 實 驗 中 的 所 有 反 應(yīng) ， 反 應(yīng) 前 后 溶 液 的 溫 度 變化值（約化值（約1515）相近，推測其原因：）相近，推測其原因： 。固體反應(yīng)物的表面積固體反應(yīng)物的表面積

10、表面積表面積越大越大1，21，3，4，6，8或或2，5反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度6，7或或8，9（4 4）因每個反應(yīng)加入的金屬質(zhì)量和硫）因每個反應(yīng)加入的金屬質(zhì)量和硫酸溶液體積均相等，且硫酸過量，產(chǎn)酸溶液體積均相等，且硫酸過量，產(chǎn)生熱量相等，所以溶液溫度變化值相生熱量相等，所以溶液溫度變化值相近近【實驗探究【實驗探究3 3】 （原創(chuàng)）（原創(chuàng)）甲、乙兩個實驗小組利用甲、乙兩個實驗小組利用KMnOKMnO4 4酸酸性溶液與性溶液與H H2 2C C2 2O O4 4溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。 （1 1）該反應(yīng)的離子方程式為（提示：）該反應(yīng)的離子方程式為（提示：H H2 2

11、C C2 2O O4 4的一級電離的一級電離常數(shù)為常數(shù)為5.45.41010-2-2） 。 設(shè)計實驗方案如下（實驗中所用設(shè)計實驗方案如下（實驗中所用KMnOKMnO4 4溶液均已加溶液均已加H H2 2SOSO4 4）：）： （2 2）甲組：通過測定單位時間內(nèi)生成）甲組：通過測定單位時間內(nèi)生成COCO2 2氣體體積的大氣體體積的大小來比較化學反應(yīng)速率的大小。小來比較化學反應(yīng)速率的大小。 實驗裝置如圖，實驗時分液漏斗中實驗裝置如圖，實驗時分液漏斗中A A溶液一次性放下，溶液一次性放下，A A、B B的成分見下表：的成分見下表：2MnO4- +5H2C2O4+6H+ 2Mn2+ 10CO2+8H2

12、O序號序號A A溶液溶液B B溶液溶液2 mL 0.1 mol/L H2 mL 0.1 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4 mL 0.01 mol/L KMnO4 4溶溶液液2 mL 0.2 mol/L H2 mL 0.2 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4 mL 0.01 mol/L KMnO4 4溶溶液液2 mL 0.2 mol/L H2 mL 0.2 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4 mL 0.01 mol/

13、L KMnO4 4溶溶液和少量液和少量MnSOMnSO4 4該實驗探究的是該實驗探究的是 對化學反應(yīng)速率的影響。對化學反應(yīng)速率的影響。在反應(yīng)停止之前，相同時間內(nèi)針管中所得在反應(yīng)停止之前，相同時間內(nèi)針管中所得COCO2 2的體積由的體積由大到小的順序是大到小的順序是 ( (用實驗序號填空用實驗序號填空) )。濃度和催化劑濃度和催化劑（3 3）乙組：通過測定）乙組：通過測定KMnOKMnO4 4溶液褪色所需時間的多溶液褪色所需時間的多少來比較化學反應(yīng)速率的大小。少來比較化學反應(yīng)速率的大小。取兩支試管各加入取兩支試管各加入2 mL 0.1 mol/L H2 mL 0.1 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液，另溶液，另取兩支試管各加入取兩支試管各加入4 mL 0.1 mol/L KMnO4 mL 0.1 mol/L KMnO4 4溶液。將溶液。將四支試管分成兩組（各有一支盛有四支試管分成兩組（各有一支盛有H H2 2C C2 2O O4 4溶液和溶液