廣東省高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題15 實驗方案設(shè)計的變量控制課件

1、控制變量法2021/8/8 星期日1學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會利用控制變量確定研究因素及探究方法2021/8/8 星期日2一、“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(dāng)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。2021/8/8 星期日3課堂反饋練習(xí)1（2009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。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

2、質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。2021/8/8 星期日4課堂反饋練習(xí)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-12801.2010-35.8010-582124350124請在上表格中填入剩余的實驗條件數(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，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化

3、學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。不變量變量變量不變量2021/8/8 星期日5【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2021/8/8 星期日6（2008廣東，20）某探究小組用HNO3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)速率的因素。所用HNO3濃度為1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K,每次實驗HNO3的用量為25.0 mL，大理石用量為10.00 g。 （1）請完成以下實驗設(shè)計表，并在實驗?zāi)?/p>

4、的一欄中填出對應(yīng)的實驗編號：課堂反饋練習(xí)22021/8/8 星期日7實驗編號T/K大理石規(guī)格HNO3濃度/mol/L實驗?zāi)康?98粗顆粒2.00()實驗和探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響；（）實驗和 探究溫度對該反應(yīng)速率的影響；（）實驗和 探究大理石規(guī)格 （粗、細）對該反應(yīng)速率的影響。1.00308 細顆粒變量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，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K,每次實驗HNO3的用量為25.0 mL，大理石用量為10.00 g。2021/8/8 星期日8課堂反饋練習(xí)

5、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)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。已知：S2O82 + 2I = 2SO42 + I2(慢) I2 + 2S2O32 = 2I + S4O62(快)為探討反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計的實驗方案如下表：表中V= mL，理由是 。2021/8/8 星期日9課堂反饋練習(xí)3實驗序號 體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08

6、.0V4.04.02.0為探討反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計的實驗方案如下表：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2021/8/8 星期日10課堂反饋練習(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、恒溫水浴槽、注射器設(shè)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

7、直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大?。⒄障卤砀袷?，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)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）。2021/8/8 星期日11（1）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對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、恒溫水浴槽、注射器設(shè)計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定_（要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大?。⒄障卤砀袷?，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)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

8、）。2021/8/8 星期日12（1）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對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、恒溫水浴槽、注射器設(shè)計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定_（要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大?。７桨?：“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2021/8/8 星期日13方案1：對應(yīng)中“收集到相同體積的O2所需的時間” 變量不變量“1”與“2”對比實驗中溶液總體積不變不變量（1）某小組擬在

9、同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反應(yīng)速率的影響。2021/8/8 星期日14方案2：對應(yīng)中“相同時間內(nèi)所收集O2的體積” 變量不變量“1”與“2”對比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分解反應(yīng)速率的影響。2021/8/8 星期日15課堂反饋練習(xí)5（2014.汕頭模擬節(jié)選）鋁及鋁合金經(jīng)過陽極氧化，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)小組對鋁表面氧化膜的保護作用展開了研究，他們查閱有關(guān)資料得知：盡管鋁表面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

10、和腌制咸菜。究其原因，該小組設(shè)計了一個實驗以探究其中的原因。他們的實驗過程如下：2021/8/8 星期日16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1.0 molL1的鹽酸2 mL30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0.5 molL1的硫酸2 mL55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1.0 molL1、0.5

11、 molL1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應(yīng)的影響。2021/8/8 星期日17【自我檢測】1（2014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(shè)計如下實驗。已知：c(H2SO4)=4.5 molL1，反應(yīng)均需要攪拌60min。（1）實驗和的目的是 。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。反應(yīng)60min后剩余鋁粉的質(zhì)量 2021/8/8 星期日18（2）實驗和是為了研究硫酸的濃度對該反應(yīng)的影響，則t1= ，V1= mL。（3）實驗和是為了研究加入CuSO4溶液

12、對該反應(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)成原電池，使反應(yīng)速率加快2021/8/8 星期日19【自我檢測】2（2010全國課標(biāo)卷28節(jié)選）某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：（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(xué)設(shè)計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn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間?；旌先芤簩嶒濧BCDEF4 molL-1 H2SO4 /mL30V1V2V

13、3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O /mLV7V8V9V10100請完成此實驗設(shè)計，其中：V1= ，V6= ，V9= ；301017.52021/8/8 星期日20【自我檢測】3（2014屆湛江十月調(diào)研題33節(jié)選）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0.20 molL1 H2SO4、0.10 molL1 Na2S2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。完成下面的實驗設(shè)計表：濃度催化劑2021/8/8 星期日21【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

14、不變。2021/8/8 星期日22【自我檢測】4（2015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與鹽酸的反應(yīng)速率與c(H)濃度關(guān)系，設(shè)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：2molL-1HCI溶液(密度約為1 g/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)/ mL1010qqt1t22021/8/8 星期日23【自我檢測】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溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。【提出假設(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)計實驗方案，驗證假設(shè)】 (2)甲同學(xué)從上述實驗的生成物中檢驗出Fe2+，驗證了假設(shè)1成立。請寫出Fe3+氧化Ag的離子方程式： 。 Ag+Fe3+=Ag+Fe2+2021/8/8 星期日24【自我檢測】5假設(shè)2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3-能氧化Ag。(3)乙同學(xué)設(shè)計