廣東省高考化學二輪復習 專題15 實驗方案設計的變量控制課件

控制變量法學習目標學會利用控制變量確定研究因素及探究方法一、“控制變量〞的概念控制變量法是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化。二、“控制變量〞的思想方法當研究多個因素之間的關(guān)系時，往往先控制其他幾個因素不變，集中研究其中一個因素的變化所產(chǎn)生的影響。課堂反響練習1〔2021浙江27節(jié)選〕超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，其反響為：〔5〕研究說明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比外表積可提高化學反響速率。為了分別驗證溫度、催化劑比外表積對化學反響速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組實驗，局部實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。課堂反響練習1實驗編號T/0CNO的初始濃度/mol.L-1CO的初始濃度/mol.L-1催化劑的比表面積/m2.g-1Ⅰ2801.20×10-35.80×10-582Ⅱ124Ⅲ350124①請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。1.20×10-35.80×10-52801.20×10-35.80×10-5〔5〕研究說明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比外表積可提高化學反響速率。為了分別驗證溫度、催化劑比外表積對化學反響速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組實驗，局部實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。不變量變量變量不變量【歸納】運用“控制變量〞思想方法解題的思路1、明確研究對象2、分清可控制的變量與不變量只有可控制的變量是變化的〔2021·廣東，20〕某探究小組用HNO3與大理石反響過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反響速率的因素。所用HNO3濃度為1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298K、308K,每次實驗HNO3的用量為25.0mL，大理石用量為10.00g?！?〕請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號：課堂反響練習2實驗編號T/K大理石規(guī)格HNO3濃度/mol/L實驗目的①298粗顆粒2.00(Ⅰ)實驗①和②探究HNO3濃度對該反應速率的影響；（Ⅱ）實驗①和

探究溫度對該反應速率的影響；（Ⅲ）實驗①和

探究大理石規(guī)格（粗、細）對該反應速率的影響。②③④1.00308細顆粒③④變量298粗顆粒不變量粗顆粒2.002982.00所用HNO3濃度為1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298K、308K,每次實驗HNO3的用量為25.0mL，大理石用量為10.00g。課堂反響練習33、〔2021廣東31節(jié)選〕碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50mol·L-1KI、0.2％淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等試劑，探究反響條件對化學反響速率的影響。：S2O82－+2I－=2SO42－+I2(慢)I2+2S2O32－=2I－+S4O62－(快)⑵為探討反響物濃度對化學反響速率的影響，設計的實驗方案如下表：表中Vχ=mL，理由是。課堂反響練習3實驗序號

體積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為探討反響物濃度對化學反響速率的影響，設計的實驗方案如下表：表中Vχ=mL，理由是。2.0保持溶液總體積相同，僅改變S2O82—的濃度而其它物質(zhì)濃度不變。不變量變量課堂反響練習4〔2021廣東33〕H2O2是一種綠色氧化復原試劑，在化學研究中應用廣泛?！?〕某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反響速率的影響。限選試劑與儀器：30%H2O2、0.1mol?L-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器②設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定____________________________________〔要求所測得的數(shù)據(jù)能直接表達反響速率大小〕。④參照下表格式，擬定實驗表格，完整表達實驗方案〔列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示〕?！?〕某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反響速率的影響。限選試劑與儀器：30%H2O2、0.1mol?L-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器②設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定____________________________________〔要求所測得的數(shù)據(jù)能直接表達反響速率大小〕。④參照下表格式，擬定實驗表格，完整表達實驗方案〔列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示〕?！?〕某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反響速率的影響。限選試劑與儀器：30%H2O2、0.1mol?L-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器②設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定____________________________________〔要求所測得的數(shù)據(jù)能直接表達反響速率大小〕。方案1：“收集到相同體積的O2所需的時間〞方案2：“相同時間內(nèi)所收集O2的體積〞不變量不變量變量方案1：對應②中“收集到相同體積的O2所需的時間〞變量不變量“1〞與“2〞比照實驗中溶液總體積不變不變量〔1〕某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反響速率的影響。方案2：對應②中“相同時間內(nèi)所收集O2的體積〞變量不變量“1〞與“2〞比照實驗中溶液總體積不變不變量〔1〕某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反響速率的影響。課堂反響練習5〔2021.汕頭模擬節(jié)選〕鋁及鋁合金經(jīng)過陽極氧化，鋁外表能生成幾十微米的較厚的氧化鋁膜。某研究性學習小組對鋁外表氧化膜的保護作用展開了研究，他們查閱有關(guān)資料得知：盡管鋁外表致密的氧化膜能使鋁與其周圍的介質(zhì)(空氣、水等)隔絕，對鋁制品起到保護作用，但鋁制容器仍不能長期用來盛放和腌制咸菜。究其原因，該小組設計了一個實驗以探究其中的原因。他們的實驗過程如下：實驗編號

實驗過程

實驗現(xiàn)象1取一小片鋁片于試管中，加入1.0mol·L－1的鹽酸2mL30秒時開始有少量氣泡，然后產(chǎn)生氣泡的速率加快，最后鋁片消失2取一小片鋁片于試管中，加入0.5mol·L－1的硫酸2mL55秒時開始有少量氣泡，然后產(chǎn)生氣泡的速率加快，最后鋁片消失3取一小片鋁片于試管中，加入氯化銅稀溶液3分鐘左右表面產(chǎn)生少量氣泡，且鋁表面析出一些紅色固體4取一小片鋁片于試管中，加入硫酸銅稀溶液一直沒有明顯的變化你認為實驗1、2中鹽酸和硫酸的濃度分別為1.0mol·L－1、0.5mol·L－1的原因是

.保持兩溶液中氫離子濃度相同，探究氯離子和硫酸根離子對反響的影響?！咀晕覚z測】1〔2021年廣州市調(diào)研測試題33節(jié)選〕某研究小組為了研究不同條件下金屬鋁粉在過量稀硫酸中的溶解性能，設計如下實驗。：c(H2SO4)=4.5mol·L－1，反響均需要攪拌60min?！?〕實驗①和②的目的是。為了獲得鋁粉溶解量，還需要測量的數(shù)據(jù)是。其它條件不變，溫度對稀硫酸溶解鋁粉量的影響。反響60min后剩余鋁粉的質(zhì)量〔2〕實驗①和③是為了研究硫酸的濃度對該反響的影響，那么t1=℃，V1=mL?！?〕實驗③和④是為了研究參加CuSO4溶液對該反響的影響，那么t2=℃，V2=mL。研究說明，在相同條件下參加少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是。20202015少量的Cu與Al構(gòu)成原電池，使反響速率加快【自我檢測】2〔2021全國課標卷28節(jié)選〕某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)參加少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請答復以下問題：〔5〕為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別參加到6個盛有過量Zn粒的反響瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間?；旌先芤篭實驗ABCDEF4mol·L-1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①請完成此實驗設計，其中：V1=

，V6=

，V9=

；301017.5【自我檢測】3〔2021屆湛江十月調(diào)研題33節(jié)選〕⑴硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱大蘇打，照相業(yè)中用作定影劑。某興趣小組用0.20mol·L—1H2SO4、0.10mol·L—1Na2S2O3等試劑，探究反響條件對化學反響速率的影響。完成下面的實驗設計表：濃度催化劑【自我檢測】1濃度催化劑表中Vx=

mL，理由是

。5保持溶液總體積相同，僅改變S2O32—的濃度而其它物質(zhì)濃度不變。【自我檢測】4〔2021江門調(diào)研〕石灰石(主要成分為CaCO3)是重要的工業(yè)原料。(3)為了研究在室溫條件下CaCO3與鹽酸的反響速率與c(H＋)濃度關(guān)系，設計實驗方案:在不同鹽酸濃度下，測定生成相同體積CO2所需要的時間。實驗儀器任選，所需藥品：2mol?L-1HCI溶液(密度約為1g/mL)，蒸餾水。擬定以下表格，請補充填寫實驗方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)不能用數(shù)值表示時可用字母表示)。t/sV(CO2)/mL1010qqt1t2【自我檢測】5某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究：【實驗】制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反響，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解?！咎岢黾僭O】假設l：Fe3+具有氧化性，能氧化Ag。假設2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3-能氧化Ag?！驹O計實驗方案，驗證假設】(2)甲同學從上述實驗的生成物中檢驗出Fe2+，驗證了假設1成立。請寫出Fe3+氧化Ag的離子方程式：。Ag+Fe3+=Ag++Fe2+【自我檢測】5