實(shí)驗(yàn)探究2 完整版PPT

1、實(shí)驗(yàn)探究 變量控制思想在實(shí)驗(yàn)中 的運(yùn)用 控制變量思想是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的思想方法，對影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行控制，以達(dá)到明確各因素在實(shí)驗(yàn)中意義的目的。實(shí)驗(yàn)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(shí)際上就是控制變量思想的重要體現(xiàn)。 在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素時(shí)，由于外界影響因素較多，故為搞清某個(gè)因素的影響均需控制其他因素相同或不變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。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，且多以探究型實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)。這類題目以實(shí)驗(yàn)為研究手段，模擬科學(xué)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，但仍然重在考查學(xué)生基礎(chǔ)知

2、識和基本技能、學(xué)生分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)際上這類題目并不可怕。【實(shí)驗(yàn)探究1】（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(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 mL,大理石用量為 10.00 g。 （1）請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?yīng)的實(shí)驗(yàn)編號：（2）實(shí)驗(yàn)中CO2質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系見下圖：實(shí)驗(yàn)編號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濃度對該反應(yīng)

3、速率的影響；（）實(shí)驗(yàn)和 探究溫度對該反應(yīng)速率的影響；（）實(shí)驗(yàn)和 探究大理石規(guī)格 （粗、細(xì)）對該反應(yīng)速率的影響。依據(jù)反應(yīng)方程式 CaCO3+HNO3 Ca(NO3)2+ CO2+ H2O,計(jì)算實(shí)驗(yàn)在7090 s范圍內(nèi)HNO3的平均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程）。（3）請?jiān)冢?）的框圖中，畫出實(shí)驗(yàn)、和中CO2質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。解析 （1）實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響，其他條件應(yīng)相同而HNO3的濃度不同，故實(shí)驗(yàn)中HNO3的濃度應(yīng)為1.00 mol/L。實(shí)驗(yàn)和探究溫度對反應(yīng)速率的影響，除了溫度不同，其余條件要保持一樣。實(shí)驗(yàn)和探究大理石規(guī)格（粗、細(xì)）對反應(yīng)速

4、率的影響，因此要求二者大理石的規(guī)格不同，一個(gè)用粗顆粒，另一個(gè)用細(xì)顆粒。（2）反應(yīng)時(shí)間7090 s范圍內(nèi)：m(CO2)=0.95 g-0.84 g=0.11 gn(CO2)=0.11 g44 g/mol=0.002 5 molHNO3的減少量：n(HNO3)=0.002 5 mol =0.005 0 molHNO3的平均反應(yīng)速率：=1.010-2 mol/（Ls）(3)25 mL 2 mol/L、1 mol/L的HNO3的物質(zhì)的量分別為0.05 mol、0.025 mol,10 g大理石的物質(zhì)的量為0.1 mol。根據(jù)反應(yīng)方程式：1 mol CaCO3消耗2 mol HNO3，因此HNO3的量都

5、不足，大理石過量，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的CO2是實(shí)驗(yàn)中的一半，且反應(yīng)速率比慢，實(shí)驗(yàn)中用HNO3和實(shí)驗(yàn)中相同，因此產(chǎn)生的CO2的量和實(shí)驗(yàn)中相同，但反應(yīng)速率都比實(shí)驗(yàn)快，因此可以畫出圖象。答案 （1）(2)反應(yīng)時(shí)間7090 s范圍內(nèi)：m(CO2)=0.95 g-0.84 g=0.11 gn(CO2)=0.11 g44 g/mol=0.002 5 molHNO3的減少量：n(HNO3)=0.002 5 mol =0.005 0 mol實(shí)驗(yàn)編號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（）和（）和298粗顆粒1.00308粗顆粒2.00298細(xì)顆粒2.00HNO3的平均反應(yīng)速率：=1.0

6、10-2 mol/（Ls）（3）【實(shí)驗(yàn)探究2】 1.下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)序號金屬質(zhì)量/g金屬狀態(tài)c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4)/mL溶液溫度/金屬消失的時(shí)間/s反應(yīng)前反應(yīng)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：（1）實(shí)驗(yàn)4和5表明， 對反應(yīng)速率有影響， 反

7、應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有 （填實(shí)驗(yàn)序號）；（2）僅表明反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有 （填實(shí)驗(yàn)序號）；（3）本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有 ，其實(shí)驗(yàn)序號是 。（4）實(shí)驗(yàn)中的所有反應(yīng)，反應(yīng)前后溶液的溫度變化值（約15）相近，推測其原因： 。答案 （1）固體反應(yīng)物的表面積 表面積越大 1，2 （2）1，3，4，6，8或2，5（3）反應(yīng)溫度 6，7或8，9（4）因每個(gè)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)生熱量相等，所以溶液溫度變化值相近【實(shí)驗(yàn)探究3】 （原創(chuàng)）甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。 （1）該反應(yīng)的

8、離子方程式為（提示：H2C2O4的一級電離常數(shù)為5.410-2） 。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（實(shí)驗(yàn)中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4）： （2）甲組：通過測定單位時(shí)間內(nèi)生成CO2氣體體積的大小來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)分液漏斗中A溶液一次性放下，A、B的成分見下表：序號A溶液B溶液2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4該實(shí)驗(yàn)

9、探究的是 對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。在反應(yīng)停止之前，相同時(shí)間內(nèi)針管中所得CO2的體積由大到小的順序是 (用實(shí)驗(yàn)序號填空)。（3）乙組：通過測定KMnO4溶液褪色所需時(shí)間的多少來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。取兩支試管各加入2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液，另取兩支試管各加入4 mL 0.1 mol/L KMnO4溶液。將四支試管分成兩組（各有一支盛有H2C2O4溶液和KMnO4溶液的試管），一組放入冷水中，另一組放入熱水中，經(jīng)過一段時(shí)間后，分別混合并振蕩，記錄溶液褪色所需時(shí)間。該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯?對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，但該組同學(xué)始終沒有看到溶液褪色，其原因是 。解析 （1）根據(jù)題中提示可知H2C2O4是弱酸，在離子方程式中應(yīng)保留化學(xué)式。（2）對比實(shí)驗(yàn)可探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，對比實(shí)驗(yàn)可探究催化劑