專題17實驗條件、對比實驗

實驗專題復習：

實驗條件控制，對比實驗設計惠安三中高三備課組2015.3一、專題概述1.“控制實驗條件的方法”就是控制變量法，即把多因素的問題變成多個單因素的問題，每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，然后分別研究其他因素，最后綜合解決問題。2.把“控制變量法”運用于具體實驗研究時，通常設置兩個或兩個以上實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某一因素與實驗對象的關系，這樣的實驗稱為對比實驗。3.空白實驗是在不加樣品的情況下，用測定樣品相同的方法、步驟進行定量分析，把所得結果作為空白值，從樣品的分析結果中扣除。這樣可以消除由于試劑不純或試劑干擾等所造成的系統(tǒng)誤差。4.為了消除實驗過程中由于偶然因素所造成的誤差，可通過增加測定次數(shù)取平均值來減小偶然誤差，即平行實驗。平行實驗就是同一批號取兩個以上相同的樣品，以完全一致的條件（包括溫度、濕度、儀器、試劑以及實驗人）進行實驗，看其結果的一致性。二、常見的考查方式1.給出完整的實驗方案及實驗數(shù)據(jù)，要求從中得出實驗目的、實驗結論，或確定與某實驗目的相對應的實驗序號；2.給出部分實驗方案，要求根據(jù)實驗目的完善實驗方案的設計，或根據(jù)某一實驗目的簡述實驗方案；3.通過在實驗方案中巧布信息點，綜合考查實驗目的、實驗方案設計和實驗結論。三、控制單一變量法解題思路隨自變量XX變化因變量XX變化實驗結論研究自變量對因變量的影響

自變量（影響因素）

不變量（其他因素）

因變量（影響結果）實驗方案實驗目的反映反映決定決定三、控制單一變量法解題思路自變量X因變量Y研究X對Y的影響（實驗目的）隨X增大Y……變化（實驗結論）例：下圖是研究“”實驗所得圖象，請回答有關問題。（1）該實驗的目的是：研究溫度、壓強對氨物質(zhì)的量百分數(shù)的影響。（2）該實驗的結論是：其他條件不變，溫度升高使氨物質(zhì)的量百分數(shù)減小（該反應正向放熱）；其他條件不變，壓強增大使氨物質(zhì)的量百分數(shù)增大。一、經(jīng)典題型：給出完整的實驗方案及實驗數(shù)據(jù)，要求從中得出實驗目的、實驗結論，或確定與某實驗目的相對應的實驗序號?！纠?】為了探究溫度、氯化鎂固體的含水量以及粉碎方式對該催化劑催化效果的影響，設計如下對比實驗：

注：催化效果用單位時間內(nèi)每克催化劑得到產(chǎn)品的質(zhì)量來表示。實驗序號氯化鎂固體中氯元素含量/%溫度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滾動球磨3.9×104②74.4520滾動球磨5.0×104③74.4520振動球磨5.9×104④100振動球磨變量1變量2變量3因變量（1）表中Ｗ=。（2）從實驗1、2可以得出的結論。（3）設計實驗2、3的目的是【例1】實驗序號氯化鎂固體中氯元素含量/%溫度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滾動球磨3.9×104②74.4520滾動球磨5.0×104③74.4520振動球磨5.9×104④100振動球磨（1）ω=74.45【例1】實驗序號氯化鎂固體中氯元素含量/%溫度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滾動球磨3.9×104②74.4520滾動球磨5.0×104③74.4520振動球磨5.9×104④100振動球磨∧∧氯化鎂固體含水量越高，催化劑催化效果越差.(2)、從實驗1、2可以得出的結論是:【例1】實驗序號氯化鎂固體中氯元素含量/%溫度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滾動球磨3.9×104②74.4520滾動球磨5.0×104③74.4520振動球磨5.9×104④100振動球磨探究粉碎方式對催化效果的影響。（3）、設計實驗2、3的目的是四、對比實驗在高考化學中對比實驗主要出現(xiàn)在綜合實驗題中，以分析已知對比實驗方案或設計對比實驗方案為考查點，考查學生利用控制變量思想綜合分析實驗的能力。在進行對比實驗時，通常采用平行實驗的形式?！纠?】H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在化學研究中應用廣泛。(1)某小組擬在同濃度Fe3＋的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反應速率的影響。限選試劑與儀器：30%H2O2溶液、·L－1Fe2(SO4)3溶液、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)能直接體現(xiàn)反應速率大小)。③設計實驗裝置，完成圖中的裝置示意圖。④參照下表格式，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)。實驗序號V[0.1mol·L－1Fe2(SO4)3]/mL……1a……2a……實驗序號VmlFe2(SO4)3Vml30%H2O2Vml蒸餾水VmlO2t/min1a

d2a

d實驗序號VmlFe2(SO4)3Vml30%H2O2Vml蒸餾水t/minVmlO21a

d2a

d測定收集相同體積的O2所需時間測定相同時間內(nèi)收集O2的體積自變量自變量不變量不變量因變量因變量ccccbbbb注意：兩次實驗需要保持溶液總體積不變由試劑、蒸餾水、實驗器皿和環(huán)境帶入的雜質(zhì)所引起的系統(tǒng)誤差，可通過空白實驗來扣除?？瞻讓嶒炇窃诓患釉嚇拥那闆r下，按照試樣的分析步驟和條件而進行的對比實驗，所得結果成為空白值，從試樣測定結果中空白值就起到了校正誤差的作用。五、空白實驗題組四對比實驗不變量因變量自變量設計對比實驗方案研究裝置②中所加硫酸的的最佳濃度，應在硫酸體積和NaClO溶液體積相同的條件下用不同濃度的硫酸進行對比實驗，第一組硫酸的濃度是理論濃度為0.1000mol·L－1，然后改變硫酸的濃度，應為第一組的倍數(shù)。二、變量探究型圖表題

在近兩年的福建省高考題、質(zhì)檢題中，這類題目又以變量探究性圖表題的形式出現(xiàn)。題目將想要研究的影響因素（自變量）、其他影響因素（不變量）和影響結果（因變量）三部分以數(shù)據(jù)表格或圖像曲線的形式展現(xiàn)，討論自變量對因變量的影響情況。【例2】Fenton試劑常用于氧化降解有機污染物X。在一定條件下．反應初始時c(X)=2.0×10-3mol·L-1，反應10min進行測定，得圖1和圖2。下列說法不正確的是A．50℃，in內(nèi)v(X)=1.44×10-4mol·L-1min-1C該題主要出現(xiàn)在福建高考（質(zhì)檢）化學24題工藝流程題、25題實驗題中，通常根據(jù)所列圖表數(shù)據(jù)信息，利用控制變量思想來探究最佳生產(chǎn)或?qū)嶒灄l件。

三、控制生產(chǎn)或?qū)嶒灄l件型題

【例3】廢鋰電池（圖中簡稱廢料，主要成份為LiCoO2、炭粉和鋁箔）的回收流程如下(3)為提高步驟②的效率。在實驗室中研究不同條件下Co2+的浸出率．結果如右上表。從實驗結果看，在僅考慮提高Co2+的浸出率的情況下，實驗（填有效實驗的編號）為最優(yōu)反應條件。編號溫度/℃時間/min鹽酸濃度/mol·L－1鈷浸出率/%1801203.0497.822801503.04100.03801803.04100.04801502.28100.05801501.5280.266701502.2886.857901502.28100.08801502.28100.6無效實驗控制變量√√(3)為提高步驟②的效率。在實驗室中研究不同條件下Co2+的浸出率．結果如右上表。從實驗結果看，在僅考慮提高Co2+的浸出率的情況下，實驗（填有效實驗的編號）為最優(yōu)反應條件。(4)用ICl的冰醋酸溶液測定某油脂的不飽和度。進行如下兩個實驗，實驗過程中有關反應為：i．

ii．ICl+KI＝I2+KCl

iii．I2＋2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6實驗1：四氯化碳后，加入20mL某ICl的冰醋酸溶液(過量），充分反應后，加入足量KI溶液，生成的碘單質(zhì)用amol·L-1的Na2S2O3,標準溶液滴定。經(jīng)平行實驗，測得消耗的Na2S2O3溶液的平均體積為V1mL。

實驗2(空白實驗）：不加油脂樣品，其它操作步驟、所用試劑及用量與實驗1完全相同，測得消耗的Na2S2O3溶液的平均體積為V2mL。

③。由此數(shù)據(jù)經(jīng)換算即可求得該油脂的不飽和度。習題講評題組一控制變量經(jīng)典題型通過控制變量，補充完整實驗方案及實驗數(shù)據(jù)，要求從中得出實驗目的、實驗結論，或確定與某實驗目的相對應的實驗條件。自變量不變量需將控制變量方法靈活運用，先將陰離子控制不變討論陽離子對干燥效率的影響，再將陽離子控制不變討論陰離子對干燥效率的影響，另外需解讀文本得出干燥效率越小，干燥劑干燥效果越好。通過控制變量思想探究實驗目的及產(chǎn)物生成量范圍。不變量自變量因變量實驗目的題組二變量探究圖表題將自變量、不變量、因變量以新穎的柱狀圖形式呈現(xiàn)，需采取控制變量方法分別分析出在不同還原劑條件下四種元素浸出率的變化情況自變量因變量不變量5.（2012福建卷）一定條件下，溶液的酸堿性對TiO2光催化燃料R降解反應的影響如右圖所示。下列判斷判斷正確的是A．在0-50min之間，in之間，ol·L-1·min-1A.降解率均100%曲線的斜率代表R的降解速率，控制時間，討論自變量pH、R的起始濃度和因變量R的降解速率之間的關系的題組三控制生產(chǎn)或?qū)嶒灄l件型題通過控制變量方法選擇最佳試劑第7題：（2012福建）化學鍍的原理是利用化學反應生成金屬單質(zhì)沉淀在鍍件表面形成的鍍層。某化學鍍銅的反應速率隨鍍液pH變化如右圖所示。該鍍銅過程中，鍍液pH控制在12.5左右。據(jù)圖中信息，給出使反應停止的方法：。

尋