二轮复习《变量控制思想在实验中的运用》

1、实验探究实验探究 变量控制思想在实验中的运用变量控制思想在实验中的运用 控制变量思想是中学化学实验中常用的思想控制变量思想是中学化学实验中常用的思想方法，对影响实验结果的因素进行控制，以达方法，对影响实验结果的因素进行控制，以达到明确各因素在实验中意义的目的。到明确各因素在实验中意义的目的。 实验法优于观察法和描述法的地方就在于它实验法优于观察法和描述法的地方就在于它可以人为地干预和控制所研究的对象，这实际可以人为地干预和控制所研究的对象，这实际上就是控制变量思想的重要体现。上就是控制变量思想的重要体现。 在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时，由于外界

2、影响因素较多，故为搞清某个因时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。进行实验。 因此，变量控制思想在这部分体现较为充因此，变量控制思想在这部分体现较为充分，在高考题中近几年也考查较多，且多以探分，在高考题中近几年也考查较多，且多以探究型实验题的形式出现。这类题目以实验为研究型实验题的形式出现。这类题目以实验为研究手段，模拟科学探究过程对小课题展开研究。究手段，模拟科学探究过程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多，有其复杂性，但仍然重在尽管涉及因素较多，有其复杂性，但仍然重在考查学生基础知识和基本技能、学生分

3、析能力考查学生基础知识和基本技能、学生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。和实验能力。实际上这类题目并不可怕。【实验探究【实验探究1 1】（】（20082008广东，广东，2020）某探究小组用某探究小组用HNOHNO3 3与与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用率的因素。所用HNOHNO3 3浓度为浓度为1.00 mol/L1.00 mol/L、2.00mol/L2.00mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K298 K、308 K,308 K,每次

4、实验每次实验HNOHNO3 3的用量为的用量为25.0 mL,25.0 mL,大理石用量为大理石用量为 10.00 g10.00 g。 （1 1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：出对应的实验编号：实验实验编号编号T T/K/K大理石大理石规格规格HNOHNO3 3浓度浓度/mol/L/mol/L实验目的实验目的298298粗颗粒粗颗粒2.002.00()()实验实验和和探究探究HNOHNO3 3浓度对该反应速率浓度对该反应速率的影响；的影响；（）实验）实验和和探究探究温度对该反应速率的影温度对该反应速率的影响；响；（）实验

5、）实验和和探究探究大理石规格（粗、细）大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响。对该反应速率的影响。1.002982982.002.00粗颗粒粗颗粒粗颗粒粗颗粒308细颗粒细颗粒依据反应方程式依据反应方程式 CaCOCaCO3 3+HNO+HNO3 3 Ca(NO Ca(NO3 3) )2 2+ + CO CO2 2+ H+ H2 2O,O,计算实验计算实验在在707090 s90 s范围内范围内HNOHNO3 3的平的平均反应速率（忽略溶液体积变化，写出计算过程）。均反应速率（忽略溶液体积变化，写出计算过程）。21212121（2 2）实验）实验中中COCO2 2质量随时间变化质量随时间变化的

6、关系见下图：的关系见下图：(2)(2)反应时间反应时间707090 s90 s范围内：范围内：m m(CO(CO2 2)=0.95 g-0.84 g=0.11 g)=0.95 g-0.84 g=0.11 gn n(CO(CO2 2)=0.11 g)=0.11 g44 g/mol=0.002 5 mol44 g/mol=0.002 5 molHNOHNO3 3的减少量：的减少量：n n(HNO(HNO3 3)=0.002 5 mol)=0.002 5 mol =0.005 0 mol =0.005 0 mol21HNOHNO3 3的平均反应速率：的平均反应速率：=1.0=1.01010-2-2

7、mol/ mol/（LsLs）s20L0025. 0mol0005. 0/ )(HNO)(HNO33tVnv（3 3）请在（）请在（2 2）的框图中，画出实验）的框图中，画出实验、和和中中COCO2 2质量随质量随时间变化关系的预期结果示意图。时间变化关系的预期结果示意图。【实验探究实验探究2 2】 1.1.下表是稀硫酸与某金属反应的实下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：验数据：实验实验序号序号金属金属质量质量/g/g金属金属状态状态c c(H(H2 2SOSO4 4) )/mol/L/mol/LV V(H(H2 2SOSO4 4) )/mL/mL溶液温度溶液温度/金属消失金属消失的时间的时间

8、/s/s反应反应前前反应反应后后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150304440分析上述数据，回答下列问题：分析上述数据，回答下列问题：（1 1）实验）实验4 4和和5 5表明，表明， 对反应速率有影响，对反应速率有影响， 反应速率越快，能表明同一规律的实验还反应速率越快，能表明同一规律的实验还有有 （填实验序号）；（填实验序

9、号）；（ 2 2 ） 仅 表 明 反 应 物 浓 度 对 反 应 速 率 产 生 影 响 的 实） 仅 表 明 反 应 物 浓 度 对 反 应 速 率 产 生 影 响 的 实验有验有 （填实验序号）；（填实验序号）；（3 3）本实验中影响反应速率的其他因素还有）本实验中影响反应速率的其他因素还有 ，其实验序号是其实验序号是 。（ 4 4 ） 实 验 中 的 所 有 反 应 ， 反 应 前 后 溶 液 的 温 度 变） 实 验 中 的 所 有 反 应 ， 反 应 前 后 溶 液 的 温 度 变化值（约化值（约1515）相近，推测其原因：）相近，推测其原因： 。固体反应物的表面积固体反应物的表面积

10、表面积表面积越大越大1，21，3，4，6，8或或2，5反应温度反应温度6，7或或8，9（4 4）因每个反应加入的金属质量和硫）因每个反应加入的金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值相生热量相等，所以溶液温度变化值相近近【实验探究【实验探究3 3】 （原创）（原创）甲、乙两个实验小组利用甲、乙两个实验小组利用KMnOKMnO4 4酸酸性溶液与性溶液与H H2 2C C2 2O O4 4溶液反应研究影响反应速率的因素。溶液反应研究影响反应速率的因素。 （1 1）该反应的离子方程式为（提示：）该反应的离子方程式为（提示：H H2 2

11、C C2 2O O4 4的一级电离的一级电离常数为常数为5.45.41010-2-2） 。 设计实验方案如下（实验中所用设计实验方案如下（实验中所用KMnOKMnO4 4溶液均已加溶液均已加H H2 2SOSO4 4）：）： （2 2）甲组：通过测定单位时间内生成）甲组：通过测定单位时间内生成COCO2 2气体体积的大气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。小来比较化学反应速率的大小。 实验装置如图，实验时分液漏斗中实验装置如图，实验时分液漏斗中A A溶液一次性放下，溶液一次性放下，A A、B B的成分见下表：的成分见下表：2MnO4- +5H2C2O4+6H+ 2Mn2+ 10CO2+8H2

12、O序号序号A A溶液溶液B B溶液溶液2 mL 0.1 mol/L H2 mL 0.1 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4 mL 0.01 mol/L KMnO4 4溶溶液液2 mL 0.2 mol/L H2 mL 0.2 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4 mL 0.01 mol/L KMnO4 4溶溶液液2 mL 0.2 mol/L H2 mL 0.2 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4 mL 0.01 mol/

13、L KMnO4 4溶溶液和少量液和少量MnSOMnSO4 4该实验探究的是该实验探究的是 对化学反应速率的影响。对化学反应速率的影响。在反应停止之前，相同时间内针管中所得在反应停止之前，相同时间内针管中所得COCO2 2的体积由的体积由大到小的顺序是大到小的顺序是 ( (用实验序号填空用实验序号填空) )。浓度和催化剂浓度和催化剂（3 3）乙组：通过测定）乙组：通过测定KMnOKMnO4 4溶液褪色所需时间的多溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率的大小。少来比较化学反应速率的大小。取两支试管各加入取两支试管各加入2 mL 0.1 mol/L H2 mL 0.1 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液，另溶液，另取两支试管各加入取两支试管各加入4 mL 0.1 mol/L KMnO4 mL 0.1 mol/L KMnO4 4溶液。将溶液。将四支试管分成两组（各有一支盛有四支试管分成两组（各有一支盛有H H2 2C C2 2O O4 4溶液和溶液