化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究專(zhuān)題-控制單一變量(西安高新一中 王亞麗)1

1、（1）化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究專(zhuān)題）化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究專(zhuān)題舉例舉例 中學(xué)階段對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的基本要求是中學(xué)階段對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的基本要求是改變某一個(gè)變量改變某一個(gè)變量，而控制其他變量盡量，而控制其他變量盡量相同，從而通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察這一變化量對(duì)相同，從而通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察這一變化量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，這是一般觀察與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，這是一般觀察與科學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，大家要予以重視。的區(qū)別，大家要予以重視。了解科學(xué)探究的基本過(guò)程，學(xué)習(xí)運(yùn)用了解科學(xué)探究的基本過(guò)程，學(xué)習(xí)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)和推理為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法。認(rèn)以實(shí)驗(yàn)和推理為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法。認(rèn)識(shí)化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門(mén)科學(xué)。識(shí)化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門(mén)科學(xué)。22010-寧夏寧夏-28 1

2、2011全國(guó)全國(guó)考試說(shuō)明考試說(shuō)明（理科（理科課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）第第215頁(yè)【題型示例】例頁(yè)【題型示例】例10 (07-海南海南-17)09-寧夏寧夏- 10（略）（略）09-福建福建-12 （略）（略） 控制單一變量控制單一變量 1.07-海南海南-172012全國(guó)全國(guó)考試說(shuō)明考試說(shuō)明（理科理科課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）教育部）教育部考試中心考試中心 高等教育出版社高等教育出版社 第第216頁(yè)頁(yè)【題型示例【題型示例】例例10 序序號(hào)號(hào)金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4) /mL溶液溫度溶液溫度/金屬金屬消失消失的時(shí)的時(shí)間間/S反應(yīng)反應(yīng)

3、前前反應(yīng)反應(yīng)后后1234567890.100.100.100.100.100.100.100.100.10絲絲粉末粉末絲絲絲絲粉末粉末絲絲絲絲絲絲絲絲0.50.50.70.80.81.01.01.11.150505050505050505020202020202035203034353635363550344450050250200251255010040序序號(hào)號(hào)金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4) /mL溶液溫度溶液溫度/金屬金屬消失消失的時(shí)的時(shí)間間/S反應(yīng)反應(yīng) 前前反應(yīng)反應(yīng)后后1234567890.100.100.100.100.100.100.10

4、0.100.10絲絲粉末粉末絲絲絲絲粉末粉末絲絲絲絲絲絲絲絲0.50.50.70.80.81.01.01.11.150505050505050505020202020202035203034353635363550344450050250200251255010040序號(hào)序號(hào)金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4)/mL溶液溫度溶液溫度/金屬消失金屬消失的時(shí)間的時(shí)間/S反應(yīng)前反應(yīng)前反應(yīng)后反應(yīng)后1234567890.100.100.100.100.100.100.100.100.10絲絲粉末粉末絲絲絲絲粉末粉末絲絲絲絲絲絲絲絲0.50.50.70.80.81.

5、01.01.11.150505050505050505020202020202035203034353635363550344450050250200 25125 50100 40序號(hào)序號(hào)金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4) /mL溶液溫度溶液溫度/金屬消失金屬消失的時(shí)間的時(shí)間/S反應(yīng)前反應(yīng)前反應(yīng)后反應(yīng)后1234567890.100.100.100.100.100.100.100.100.10絲絲粉末粉末絲絲絲絲粉末粉末絲絲絲絲絲絲絲絲0.50.50.70.80.81.01.01.11.1505050505050505050202020202020352

6、03034353635363550344450050250200 25125 50100 40 序號(hào)序號(hào)金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4)/mL溶液溫度溶液溫度/金屬消失金屬消失的時(shí)間的時(shí)間/S反應(yīng)前反應(yīng)前反應(yīng)后反應(yīng)后1234567890.100.100.100.100.100.100.100.100.10絲絲粉末粉末絲絲絲絲粉末粉末絲絲絲絲絲絲絲絲0.50.50.70.80.81.01.01.11.150505050505050505020202020202035203034353635363550344450050250200 25125 5010

7、0 402011年年 考試說(shuō)明考試說(shuō)明（理科（理科課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）教育部考試中心部考試中心 高等教育出版社第高等教育出版社第216頁(yè)頁(yè)高考理科試題分析高考理科試題分析 （2008年年課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版） 教育部考試中心教育部考試中心 高等教育出版社高等教育出版社 第第226頁(yè)頁(yè)高考理科試題分析高考理科試題分析 （2008年年課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）教育部考試中心教育部考試中心 高等教育出版社高等教育出版社 第第227頁(yè)頁(yè)掌握控制單一變量的方法掌握控制單一變量的方法第第28題充分突出了題充分突出了化學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)與理論緊密結(jié)合化學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)與理論緊密結(jié)合的特的特

8、點(diǎn)，以稀硫酸與鋅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)為點(diǎn)，以稀硫酸與鋅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)為背景背景，考查發(fā)生反應(yīng)，考查發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式、能加快氫氣生成速率的原因及可采取的化學(xué)方程式、能加快氫氣生成速率的原因及可采取的措施，充分體現(xiàn)了試題的的措施，充分體現(xiàn)了試題的基礎(chǔ)性基礎(chǔ)性；在研究硫酸銅的；在研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響時(shí)，考查了考生運(yùn)用控制單量對(duì)氫氣生成速率的影響時(shí)，考查了考生運(yùn)用控制單一變量的一變量的方法方法，對(duì)圖表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、完成實(shí)驗(yàn)設(shè)，對(duì)圖表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的計(jì)的能力能力。這樣命題，對(duì)考生通過(guò)。這樣命題，對(duì)考生通過(guò)體驗(yàn)探究體驗(yàn)探究（硫酸銅（硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率快慢的影響）的過(guò)程，進(jìn)一步理的

9、量對(duì)氫氣生成速率快慢的影響）的過(guò)程，進(jìn)一步理解科學(xué)探究的解科學(xué)探究的意義意義， 學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究能力，有良好提高科學(xué)探究能力，有良好的導(dǎo)向，是一道的導(dǎo)向，是一道難得的好題難得的好題。突出了對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)探究能力的考查突出了對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)探究能力的考查 2.2010-陜西陜西-28 28.某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的

10、化學(xué)方程式有_；（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_；（3）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等等4種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是溶液起相似作用的是_；（4）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有施有_（答兩種）；（答兩種）；（5）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。

11、將表中所給的混合溶液分別加入到入到6個(gè)盛有過(guò)量個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。得相同體積的氣體所需時(shí)間。請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V 1= ，V 6= ， V 9= ；反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈中的金屬呈 色，實(shí)驗(yàn)色，實(shí)驗(yàn)E中的中的金屬呈金屬呈 色；色；該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí)，生溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高。但當(dāng)加入的成氫氣的速率會(huì)大大提高。但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過(guò)一定溶液超過(guò)一定量時(shí)，生成氫氣的速

12、率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因降的主要原因 。 實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4molL-1 H2SO4 /mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液 /mL00.52.55V620H2O /mLV7V8V9V10100某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有_；（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因

13、是）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_；（3）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等等4種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是溶液起相似作用的是 _；（4）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有施有_ （答兩種）；（答兩種）；44Zn + CuSOZnSO + Cu2442Zn + H SOZnSO + HCuSO4與與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與與Zn形成形成Cu/Zn微電池，微電池， 加快了氫氣產(chǎn)生的速率加快了氫氣產(chǎn)生的速率Ag2SO4升高反應(yīng)溫度、升

14、高反應(yīng)溫度、增加鋅粒的表面積增加鋅粒的表面積 Zn只能與在金屬活動(dòng)性順序表中排在只能與在金屬活動(dòng)性順序表中排在Zn后面的金后面的金屬的鹽溶液反應(yīng)，將其從鹽溶液中置換出來(lái)。屬的鹽溶液反應(yīng)，將其從鹽溶液中置換出來(lái)。適當(dāng)增加硫酸的濃度適當(dāng)增加硫酸的濃度Ag與與Zn形成形成Ag/Zn微電池微電池 實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4molL-1 H2SO4 /mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液 /mL00.52.55V620H2O /mLV7V8V9V10100H2SO4溶液體積溶液體積均為均為30mL請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V 1= ，V 6= ， V 9= ；CuSO4溶

15、液體積均為溶液體積均為20mL10mL17.5mL控制單一變量控制單一變量（5）探究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響探究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響301017.5 實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4molL-1 H2SO4 /mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液 /mL00.52.55V620H2O /mLV7V8V9V10100反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬中的金屬呈呈 色，實(shí)驗(yàn)色，實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈中的金屬呈 色；色；灰黑灰黑 暗紅暗紅A中沒(méi)有銅析出，看到中沒(méi)有銅析出，看到的是金屬的是金屬Zn的顏色。的顏色。E中析出的中析出的Cu覆蓋在覆蓋在Zn的的表面，看到的是銅的

16、顏色。表面，看到的是銅的顏色。 分析溶液中發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵分析溶液中發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵2442Zn + H SOZnSO + H2442Zn + H SOZnSO + H44Zn + CuSOZnSO + Cu該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高。溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高。但當(dāng)加入的但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過(guò)一定量時(shí)，生成溶液超過(guò)一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因率下降的主要原因 。 當(dāng)加入一定量的當(dāng)加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)后，生

17、成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在會(huì)沉積在Zn的表面，降的表面，降低了低了Zn與溶液的接觸面積與溶液的接觸面積 實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4molL-1 H2SO4 /mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液 /mL00.52.55V620H2O /mLV7V8V9V10100【答案【答案】44Zn + CuSOZnSO + Cu2442Zn + H SOZnSO + H24Ag SO（1）（3）（2）CuSO4與與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與與Zn形成形成Cu/Zn微電池，微電池， 加快了氫氣產(chǎn)生的速率加快了氫氣產(chǎn)生的速率（4）升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的）升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的 比表面積等比表面積等（5）30 10 17.5 灰黑灰黑 暗紅暗紅 當(dāng)加入一定量的當(dāng)加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)后，生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積會(huì)沉積 在在Zn的表面，降低了的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積與溶液的接觸面積 高考理科試題分析高考理科試題分析 （2008年年課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）教育部考試中心教育部考試中心 高等教育出版社高等教育出版社 第第226