廣東省2015高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題15 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的變量控制課件

1、控制變量法共二十七頁(yè)學(xué)習(xí)(xux)目標(biāo)學(xué)會(huì)利用(lyng)控制變量確定研究因素及探究方法共二十七頁(yè)一、“控制變量”的概念(ginin)控制變量法是在研究和解決問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)影響事物(shw)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(dāng)研究多個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí)，往往先控制其他幾個(gè)因素不變，集中研究其中一個(gè)因素的變化所產(chǎn)生的影響。共二十七頁(yè)課堂反饋(fnku)練習(xí)1（2009浙江27節(jié)選）超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?？茖W(xué)家正在研究利用催化(cu hu)技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，其反應(yīng)為：

2、（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。共二十七頁(yè)課堂反饋(fnku)練習(xí)1實(shí)驗(yàn)編號(hào)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-12801.2010-35.8010-582124350124請(qǐng)?jiān)谏媳砀裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件(tiojin)數(shù)據(jù)。1.2010-3 5.8010-5280 1.2010-3 5.8010-5（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。

3、為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。不變量變量變量不變量共二十七頁(yè)【歸納(gun)】運(yùn)用“控制變量”思想方法解題的思路1、明確研究(ynji)對(duì)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共二十七頁(yè)（2008廣東，20）某探究小組用HNO3與大理石反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用HNO3濃度為1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)(shyn)溫度為298 K、308 K,每次實(shí)驗(yàn)(shyn)HNO3的用量為25.0 mL，大理石用量為10.

4、00 g。 （1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：課堂(ktng)反饋練習(xí)2共二十七頁(yè)實(shí)驗(yàn)編號(hào)T/K大理石規(guī)格HNO3濃度/mol/L實(shí)驗(yàn)?zāi)康?98粗顆粒2.00()實(shí)驗(yàn)和探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；（）實(shí)驗(yàn)和 探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；（）實(shí)驗(yàn)和 探究大理石規(guī)格 （粗、細(xì)）對(duì)該反應(yīng)速率的影響。1.00308 細(xì)顆粒(kl)變量(binling)298 粗顆粒不變量粗顆粒 2.00298 2.00所用HNO3濃度為1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K,每次實(shí)驗(yàn)HNO3的用量為25.0

5、mL，大理石用量為10.00 g。共二十七頁(yè)課堂反饋(fnku)練習(xí)33、（2012廣東31節(jié)選）碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50molL-1KI、0.2淀粉溶液、0.20molL-1K2S2O8、0.10molL-1Na2S2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(yngxing)。已知：S2O82 + 2I = 2SO42 + I2(慢) I2 + 2S2O32 = 2I + S4O62(快)為探討反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表：表中V= mL，理由是 。共二十七頁(yè)課堂(ktng)反饋練習(xí)3實(shí)驗(yàn)序號(hào) 體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S

6、2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0V4.04.02.0為探討反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)(shj)的實(shí)驗(yàn)方案如下表：表中V= 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。不變量變量共二十七頁(yè)課堂反饋(fnku)練習(xí)4（2014廣東33）H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。（1）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、

7、秒表、恒溫水浴(shu y)槽、注射器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在不同H2O2濃度下，測(cè)定_（要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大?。?。參照下表格式，擬定實(shí)驗(yàn)表格，完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案（列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。共二十七頁(yè)（1）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響(yngxing)。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在不同H2O2濃度下，測(cè)定_（要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大?。?。參照下表格式

8、，擬定實(shí)驗(yàn)表格，完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案（列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。共二十七頁(yè)（1）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴(shu y)槽、注射器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在不同H2O2濃度下，測(cè)定_（要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大?。?。方案(fng n)1：“收集到相同體積的O2所需的時(shí)間” 方案2：“相同時(shí)間內(nèi)所收集O2的體積” 不變量不變量變量共二十七頁(yè)方案1：對(duì)應(yīng)(duyng)中

9、“收集到相同體積的O2所需的時(shí)間” 變量不變量“1”與“2”對(duì)比(dub)實(shí)驗(yàn)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(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。共二十七頁(yè)方案2：對(duì)應(yīng)中“相同時(shí)間內(nèi)所收集(shuj)O2的體積” 變量不變量“1”與“2”對(duì)比實(shí)驗(yàn)中溶液(rngy)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(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。共二十七頁(yè)課堂(ktng)反饋練習(xí)5（2014.汕頭模擬節(jié)選）鋁及鋁合金經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化，鋁表面能生成幾十微米的較厚的氧化鋁膜。某研究性學(xué)習(xí)(xux)小組對(duì)鋁表面氧化膜的保護(hù)作用展開(kāi)了研究，他們查閱

10、有關(guān)資料得知：盡管鋁表面致密的氧化膜能使鋁與其周?chē)慕橘|(zhì)(空氣、水等)隔絕，對(duì)鋁制品起到保護(hù)作用，但鋁制容器仍不能長(zhǎng)期用來(lái)盛放和腌制咸菜。究其原因，該小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)以探究其中的原因。他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：共二十七頁(yè)實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1取一小片鋁片于試管中，加入1.0 molL1的鹽酸2 mL30秒時(shí)開(kāi)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0.5 molL1的硫酸2 mL55秒時(shí)開(kāi)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

11、試管中，加入硫酸銅稀溶液一直沒(méi)有明顯的變化你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1、2中鹽酸和硫酸的濃度(nngd)分別為1.0 molL1、0.5 molL1的原因是 . 保持兩溶液中氫離子濃度相同，探究(tnji)氯離子和硫酸根離子對(duì)反應(yīng)的影響。共二十七頁(yè)【自我(zw)檢測(cè)】1（2014年廣州市調(diào)研測(cè)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(guò)量稀硫酸中的溶解性能，設(shè)計(jì)如下(rxi)實(shí)驗(yàn)。已知：c(H2SO4)=4.5 molL1，反應(yīng)均需要攪拌60min。（1）實(shí)驗(yàn)和的目的是 。為了獲得鋁粉溶解量，還需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是 。其它條件不變，溫度對(duì)稀硫酸溶解鋁粉量的影響。反應(yīng)60min后剩余鋁粉的質(zhì)量 共二十七頁(yè)

12、（2）實(shí)驗(yàn)和是為了研究(ynji)硫酸的濃度對(duì)該反應(yīng)的影響，則t1= ，V1= mL。（3）實(shí)驗(yàn)和是為了研究加入CuSO4溶液對(duì)該反應(yīng)的影響，則t2= ，V2= mL。研究表明，在相同條件下加入少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是 。20202015少量的Cu與Al構(gòu)成(guchng)原電池，使反應(yīng)速率加快共二十七頁(yè)【自我(zw)檢測(cè)】2（2010全國(guó)課標(biāo)卷28節(jié)選）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：（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，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入到6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的

13、反應(yīng)(fnyng)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?；旌先芤簩?shí)驗(yàn)ABCDEF4 molL-1 H2SO4 /mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O /mLV7V8V9V10100請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1= ，V6= ，V9= ；301017.5共二十七頁(yè)【自我(zw)檢測(cè)】3（2014屆湛江十月調(diào)研(dio yn)題33節(jié)選）硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱(chēng)大蘇打，照相業(yè)中用作定影劑。某興趣小組用0.20 molL1 H2SO4、0.10 molL1 Na2S2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。完成下面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表

14、：濃度催化劑共二十七頁(yè)【自我(zw)檢測(cè)】1濃度(nngd)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。共二十七頁(yè)【自我(zw)檢測(cè)】4（2015江門(mén)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與鹽酸的反應(yīng)速率(sl)與c(H)濃度關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:在不同鹽酸濃度下，測(cè)定生成相同體積CO2所需要的時(shí)間。 實(shí)驗(yàn)儀器任選，所需藥品：2molL-1HCI溶液(密度約為1 g/mL)，蒸餾水。擬定以下表格，請(qǐng)補(bǔ)充填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)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(shí)可

15、用字母表示)。t/sV(CO2)/ mL1010qqt1t2共二十七頁(yè)【自我(zw)檢測(cè)】5某研究性學(xué)習(xí)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(zhzu)美麗的銀飾。他們對(duì)蝕刻銀的原因進(jìn)行了如下探究： 【實(shí)驗(yàn)】制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解?！咎岢黾僭O(shè)】 假設(shè)l：Fe3+具有氧化性，能氧化Ag。 假設(shè)2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3-能氧化Ag。 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)】 (2)甲同學(xué)從上述實(shí)驗(yàn)的生成物中檢驗(yàn)出Fe2+，驗(yàn)證了假設(shè)1成立。請(qǐng)寫(xiě)出Fe3+氧化Ag的離子方程式： 。 Ag+Fe3+=Ag+Fe2+共二十七頁(yè)【自我(

16、zw)檢測(cè)】5假設(shè)2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3-能氧化(ynghu)Ag。(3)乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)2，請(qǐng)幫他完成下表中內(nèi)容（提示：NO3-在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜，有時(shí)難以觀察到氣體產(chǎn)生）。 實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程）預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論若銀鏡消失，假設(shè)2成立。若銀鏡不消失，假設(shè)2不成立。測(cè)定上述實(shí)驗(yàn)用的Fe(NO3)3溶液的pH配制相同pH的稀硝酸，將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)共二十七頁(yè)【歸納】運(yùn)用“控制變量”思想(sxing)方法解題的思路1、明確研究(ynji)對(duì)象2、分清可控制的變量與不變量只有可控制的變量和結(jié)論是變化的共二十七頁(yè)內(nèi)容摘要控制變量法。科學(xué)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，其反應(yīng)為：。（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)