2023屆高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合復(fù)習(xí)-控制變量（講解）課件

2023年高考化學(xué)是實(shí)驗(yàn)綜合復(fù)習(xí)——控制變量（專(zhuān)題講解

2023年2月

o?oo???

1.因素（變量）的含義

因素：在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，影響實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的要素或原因。（百度百科）

變量：在某一過(guò)程中，數(shù)值可以變化的量。（現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典）

0方法導(dǎo)引

變量控制!

科學(xué)研究中，對(duì)于多因索（多變量）的問(wèn)題，常;

常采用只改變其中的某一個(gè)因索，控制其他因索不變

的研究方法，使多因索的問(wèn)題變成幾個(gè)單因索的問(wèn)題，2019人教版必修

分別加以研究，最后再將幾個(gè)單因索問(wèn)題的研究結(jié)果第二冊(cè)方法導(dǎo)引

加以綜合這種變量控制的方法是科學(xué)探究中常用的

方法例如，以上探究在比較不同溫度對(duì)■化學(xué)反應(yīng)速

率的影響時(shí)，控制濃度和其他影響因索相同；而比較

不同濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，則控制溫度和其：

他影響因索相同；最后綜合得出影響化學(xué)反應(yīng)速率的

多種因索

2、反應(yīng)速率的探究實(shí)驗(yàn)——教材重溫

選擇性必修一p24l

［實(shí)驗(yàn)探究II】

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定并比較下列化學(xué)反應(yīng)的速率。

(1)按圖2-1所示組裝實(shí)驗(yàn)裝置。在椎形瓶?jī)?nèi)放入

2g號(hào)枝,通過(guò)分液漏斗加入40mLImol/LH2sO&溶液.

測(cè)量并記錄收集10mL%所用時(shí)間。

(2)如果用4mol/LH2SO4溶液代替1mol/LH,SO4

溶液重復(fù)上述實(shí)險(xiǎn).所用時(shí)間會(huì)增加還是減少？請(qǐng)通過(guò)

實(shí)險(xiǎn)驗(yàn)證，并解釋原因。圖2-1測(cè)定鋅與稀嫉酸反應(yīng)

將測(cè)定結(jié)果填入下表，計(jì)算并比較化學(xué)反應(yīng)速聿。速率的裝置

試劑所用時(shí)間反應(yīng)速率結(jié)論

1mol/LH18ch溶液

4mol/LH2so▲溶液

例1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。

混合溶液'實(shí)驗(yàn)ABcDEF

4moiL1HSO/mL

2430.V-%K

飽和C11SO4溶液/mL00.52.5520

V6

H.O/mL100

4V7v8▼9Vio

+2+

Zn+2H=Zn+H2t

影響反應(yīng)諫率的量:

硫酸的濃度.金屬鋅的表面積、溫度、催化劑、硫酸銅溶液的量

例2（18年北京高考⑶」-可以作為水溶液中SO2歧化

|—

反應(yīng)的催化劑，可能的催化過(guò)程如下。將ii補(bǔ)充完整。

+2H2O+3SO2=2H2SO4+S；

i.SO2+4|-+4H=S|+2I2+2H2O

+2

ii」2+2H2。+=++2I-l2+2H2O+SO2=4H+SO4+2|-

⑷探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)攵眩：分別將18mLSO2飽

和溶液加入到2mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象。（已矢女卜易溶解在KI溶液中）

序號(hào)ABC

amo1/LKI0.2molKI

試劑組成0.4mol/LKI0.2mol/LH2sO4

0.2mo1/LH2SO40.0002mol\l9

溶液變黃，一段時(shí)溶液變黃，出現(xiàn)渾溶液由棕褐宜痛快褪色，

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象

間后出現(xiàn)渾濁濁較A快變成黃色，出現(xiàn)渾濁較A快

①B是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，則a=。0.4

②比較A、B、C,可得出的結(jié)論是—。I-是SO。陵化反應(yīng)的催化劑，H+單獨(dú)存在時(shí)不

③實(shí)驗(yàn)表明，SO2的歧化反應(yīng)速率D>A。具有催化作用，但H何以加快歧化反應(yīng)速率.

結(jié)合i、ii反應(yīng)速率解釋原因：。反應(yīng)"比i快.

D中由反應(yīng)1/生的H+使反應(yīng)i加快

例3（2017年北京）某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)

到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下。向硝酸酸化的0.05mol/L硝酸銀溶液（pH-2）

生加入過(guò)量鐵粉」攪拌后靜置J矗杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。

假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+;

假設(shè)b:空氣中存在5，可能氧化Fe2+產(chǎn)生Fe3+，可產(chǎn)生|針+;

假設(shè)c:酸性溶液中NO3一具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+;飛、

假設(shè)d:溶液中存在Ag+,可能氧化Fe2+產(chǎn)生Fe3+。__________

下列實(shí)驗(yàn)I可證實(shí)假設(shè)a.b.c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。可照攀￡莫包

耳c的一種情況）

實(shí)驗(yàn)工：向硝酸酸化的。度mol/LNaNO3溶液（pH；s2）中加入過(guò)量鐵粉，

攪拌后靜置，不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液，3min時(shí)溶液呈淺紅色，30min

后溶液幾乎無(wú)色。

例4:將SO2通入到盛有1.0mol/LFe(NC>3)3和BaCb的混合溶液中，得到了

不溶于鹽酸的白色沉淀。(已知I.Omol/LFelNQe溶液pH=1)

分析白色沉淀產(chǎn)色的原因：

假設(shè)1:SO2被溶液中Fe3+反應(yīng)溶液中C(H+)=0.1mol/L;

假設(shè)2:酸性條件下SO2被NC)3一氧化

C(NO3-)=0.3mol/L

假設(shè)3:Fa+和酸性條件下的NC)3一共同將SO2M

融證明觀點(diǎn)2:口需要將試管中的1.0mol/LFe(Nd)3溶液換成等體積的下列

溶液，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可。

應(yīng)選擇的試劑是：填字母。

a.OJmol/L的硝酸v

b.1.5moi/LBa(NC)3)2溶液和。?1mol/L的HNO3的混合溶液

c.6mol/LNaNS溶液和0.2mol/L的鹽酸溶液等體積混合

例5.根據(jù)下列操作及現(xiàn)象，所得結(jié)論正確的是()

序號(hào)操作及現(xiàn)象結(jié)論

將0.1mol?L氨水稀釋成0.01mol-L-1稀釋后N&?的

A

,測(cè)得pH由11.1變成10.6電離程度減小

常溫下，測(cè)得飽和Na2cO3溶液的pH大于常溫下水解程度：

B

飽和NaHCOq溶液C0&2—>HCOq—

向25mL冷水和沸水中分別滴入5滴FeC\溫度升高「Fe3+的

C

飽和溶液，前者為黃色，后者為紅褐色水解程度增大

將固體CaS()4加入Na2cO3飽和溶液中，一段同溫下溶解度：

D

時(shí)間后，檢驗(yàn)固體成分為CaCOqCaSO^VCaCOq

例6(2021年順義高三二模)Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)

節(jié)好pH和Fe2+中加入電。2,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物，羥基自由基的產(chǎn)生與溶

液pH大小有關(guān)。現(xiàn)運(yùn)用該法降解有機(jī)污染物p-CP探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響。

【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】取20mL工業(yè)廢水，加入一定量FeSO,溶液和NaOH溶液，調(diào)節(jié)Fe2+濃度

和pH,再加入一定濃度乩。2，用數(shù)據(jù)采集器測(cè)定P—CP的變化情況。

下列說(shuō)法中不正確的是(【實(shí)險(xiǎn)數(shù)據(jù)】

實(shí)驗(yàn)HQ；溶液Fe"溶液蒸饞水溫度

A.實(shí)驗(yàn)①②說(shuō)明其它條件相同時(shí)，適當(dāng)升溫pH

編號(hào)c/do-^ol?L-1)F7mLc/(10-3mol?L':)WTDLTmLT/K

可以提高降解速率①6.01.50.303.5103298

B.實(shí)驗(yàn)①③的目的是探究出。2濃度對(duì)降解速率②6.01.50.303.5103313

③6.03.50.303.5X3298

的影響④6.01.50.304.593298

C.實(shí)驗(yàn)①③④說(shuō)明濃度改變對(duì)降解速率的影響⑤6.01.50.303.51010298

大于Fe2+2.5

D.實(shí)驗(yàn)⑤降解反應(yīng)趨于停止的原因可能是Fe2+2)KX柒柒*

與H2O2反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀1.5

1

本題的變量：濃度、2+0.5-

HQ,Fe0

的濃度、pH、溫度050100150200400450

圖2實(shí)驗(yàn)測(cè)得QCP的濃度前時(shí)間的變化

例7（14年海淀一模）根據(jù)下列操作及現(xiàn)象，所得結(jié)論正確的是（c）

序號(hào)操作及現(xiàn)象結(jié)論

將0.1mol?L」氨水稀釋成0.01mol?L-1,測(cè)得pH稀釋后NH?HO的電離程

A32

由111變成10-610」度減小

常溫下，測(cè)得飽和，式Ch溶液的PH大于飽和常溫下水解程度：co?->

B

FHCO3溶液HCO3"

向25mL冷水和沸水中分別滴入5滴FeC13飽和溶溫度升高,FA的水解程度增

C

液，前者為黃色，后者為紅褐色大

將固體CaS（\加入Na2c。3飽和溶液中，一段時(shí)間同溫下溶解度：

D

后，檢驗(yàn)固體成分為

CaC03CaSO4<CaCO3

（2014年北京高考28題）用FeCh酸性溶液脫除H2s后的廢液，通過(guò)控制電壓電解得以再

生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓（x）下電解pH=1的0.1mol/LFe“溶液，研究廢液

再生機(jī)理。記錄如下（a、b、c代表電壓值）：

廢液體的主要成分：

再生

廢液再生處理，體現(xiàn)了化學(xué)的價(jià)值，廢物利用，循環(huán)的思想。

例9(2014年北京高考28題)在不同電壓(x)下電解pH=1的0.1mol/LFe"溶液，研究

廢液再生機(jī)理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)：

序號(hào)電壓/V陽(yáng)極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物

Ix》a電極附近出現(xiàn)黃色,有氣泡產(chǎn)生有Fe3+、有CL

IIa>x^b電極附近出現(xiàn)黃色,無(wú)氣泡產(chǎn)生有Fe3+、無(wú)CL

IIIb>x>0無(wú)明顯變化無(wú)Fe3+、無(wú)Cl2

(1)用!<$^\1溶液檢驗(yàn)出Fe3+的現(xiàn)象是邈鰥紅色

(2)I中,Fe3+產(chǎn)生的原因可能是CI-在陽(yáng)極放電,生成的Cl2將Fe2+氧化。

寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)：2Fe2++C12=2Fa++2CL

⑶由口推測(cè),Fe3+產(chǎn)生的原因還可能是Fe2+在陽(yáng)極放電，

原因是Fe2+具有_______性。還原性

陽(yáng)極：Fe2+—e~=Fe3+

（2014年北京高考28題）用石墨電極，在不同電壓（x）下電解pH=1的0.1mol/LFeC｝溶

液,研究廢液再生機(jī)理。記錄如下（a、b、c代表電壓值）：

序號(hào)」電壓/V陽(yáng)極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物—

IIa>x^b電極附近出現(xiàn)黃色,無(wú)氣泡產(chǎn)生有Fe3+、無(wú)|

（4）H中雖未檢驗(yàn)出CL但CL在陽(yáng)極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH=1的NaCI溶液

做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，記錄如下:

干擾因素：Fe2+的存在會(huì)干擾CL放電產(chǎn)物的檢

FfefF/y陽(yáng)極現(xiàn)第檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物

)J驗(yàn)，產(chǎn)生氯氣，但是體系中有還原性的Fe2+會(huì)很

有CLI

]Ya〉x，c無(wú)明顯變化快被還原消耗掉。

Vc>x》b無(wú)明顯變化無(wú)Cl,

分析：（1）b4電壓vc,沒(méi)有檢查到Cl?,說(shuō)明。一在這個(gè)電

①的濃度是

NaCIQ2mol/L壓下不能放電，但是在實(shí)驗(yàn)U中能檢驗(yàn)出Fe3+,說(shuō)明Fe2+

③與II對(duì)比，得出的結(jié)論（寫(xiě)先于CL放電。

出兩點(diǎn)）：。（2）CW電壓vc,檢查到Cl?，說(shuō)明此時(shí)CL能放電

Fe2+的還原性強(qiáng)于CL,Fe2+先于CL放電

電壓大于bV,Cl-能放電

例10（2022年北京高考題19題）

某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)鎰化合物的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

資料：

i.MM+在一定條件下被Cl?或CIO氧化成MnO2（棕黑色）、MnQ^Y綠色）、

（紫色）。

ii.濃堿條件下,Mn。4一可被0H—還原為MnCL^。

iii.2的氧化性與溶液的酸堿性無(wú)關(guān)，NaCIO的氧化性隨堿性增強(qiáng)而減弱。

0H-

還原反應(yīng)：Cl2+2e-=2CI-

2

MnO4-^^MnO4-

還原反應(yīng)：CIO—+2e—+H2O=C|-+2OH-

O0.0592.C(C10-)

E=〃+-----------lg

2c（cr）c（0H~）2

(22年北京高考題19題)某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)鎰化合物的反應(yīng)

序C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

號(hào)物質(zhì)a

通入Cl2前通入C%后

產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置

I水得到無(wú)色溶液

后不發(fā)生變化

5%NaOH棕黑色沉淀增多，放置后

11F生白色沉淀，在空氣中

溶液牘慢變成棕黑色沉淀溶液變?yōu)樽仙?，仍有沉?/p>

「生白色沉淀，在空氣中

40%NaOH棕黑色沉淀增多，放置后

111慢慢變成棕黑色沉淀溶液變?yōu)樽仙?，仍有沉?/p>

+溶液

CI2+H2O-H+CI-+HCIO

(1)B中試劑是飽和N?CI溶液

2Mri(OH)2+O2=2MnO2+2H2O

(2)通入Cl2前，ILIII中沉淀由白色變?yōu)楹谏幕瘜W(xué)方程式為o

二價(jià)鎰化合物在中性或弱酸性條件下只能被氧化算個(gè)黑入熊鬻曼饕3絲靜言鬻笑號(hào)

不太好我理解快慢是動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象,拿動(dòng)力

到MnO2,在堿性木件下可以被理化到更同價(jià)碉可能

?子現(xiàn)象得出熱力學(xué)結(jié)論可繾對(duì)不上。這個(gè)題只能

尚單描述現(xiàn)象，得示一宣花性隨堿性變化的規(guī)律

19.某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)鎰化合物的反應(yīng)

序C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

號(hào)物質(zhì)a*

1：通入Cl2前通入Cl2后

產(chǎn)生棕黑色沉淀，且放置

i.酈噂一定第壞祺減。。翻蒯孫耀胤I水得到無(wú)色溶液

后不發(fā)生變化

對(duì)4%(躺、MnO(B5%NaOH產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩棕黑色沉淀增多，放置后

f11

溶液慢變成棕黑色沉淀溶液變?yōu)樽仙?，仍有沉?/p>

ii.W7,帆「嘛0上迅腦帆4%產(chǎn)生白色沉淀，在空氣中緩棕黑色沉淀增多，放置后

III40%Na0H溶液

慢變成棕黑色沉淀溶液變?yōu)樽仙杂谐恋?/p>

(4)根據(jù)姿料II,川中應(yīng)得到綠色溶液，實(shí)驗(yàn)中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與姿料不符的原因：

原因一：可能是通入?2導(dǎo)致溶液的堿性減弱。

［原因二：可能是氧化劑過(guò)量7氧化劑將而可一氧化為MnO「I

①用化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因—也鄴a°H=NaCI+NaCI°+H2°

否定了原因一，間接的提示我們，實(shí)驗(yàn)H.川因該看見(jiàn)綠色,

而沒(méi)有看見(jiàn)綠色的原因是原因二造成的。

19.某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)鎰化合物的反應(yīng)

(4)根據(jù)資料II,III中應(yīng)得到綠色溶液，實(shí)驗(yàn)中得到紫色溶液，分析現(xiàn)象與資料不符的原因：

原因二：可能是氧化劑過(guò)量，氧化劑將MnC^一氧化為MnO4-

②取III中放置后的1mL懸濁液，加入4mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速變?yōu)榫G色，目綠色緩慢加

2

深。溶液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為------4MnO4-+4OH-=MnO4-+O2f+2H2O

溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被_NaCIO：填"化學(xué)式")氧化，可證明III的懸濁液中氧化劑過(guò)量。

力口入4mL40%

NaOH溶液互尊

NaCIO

中放置后的2

IIIMnO2MnO4-^^^MnO4-

1