【步步高】高三化学一轮复习 专题7 实验探究变量控制思想在实验中的运用课件 苏教

实验探究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。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时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素1的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。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。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、学生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。2【实验探究1】（2008·广东，20）某探究小组用HNO3与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HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298K、308K,每次实验HNO3的用量为25.0mL,大理石用量为10.00g。（1）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：3（2）实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图：实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/mol/L实验目的①298粗颗粒2.00(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响；（Ⅱ）实验①和

探究温度对该反应速率的影响；（Ⅲ）实验①和

探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响。②③④4依据反应方程式CaCO3+HNO3Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,计算实验①在70~90s范围内HNO3的平均反应速率（忽略溶液体积变化，写出计算过程）。（3）请在（2）的框图中，画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。5解析（1）实验①和实验②探究HNO3浓度对该反应速率的影响，其他条件应相同而HNO3的浓度不同，故实验②中HNO3的浓度应为1.00mol/L。实验①和③探究温度对反应速率的影响，除了温度不同，其余条件要保持一样。实验①和④探究大理石规格（粗、细）对反应速率的影响，因此要求二者大理石的规格不同，一个用粗颗粒，另一个用细颗粒。（2）反应时间70~90s范围内：Δm(CO2)=0.95g-0.84g=0.11gΔn(CO2)=0.11g÷44g/mol=0.0025mol6HNO3的减少量：Δn(HNO3)=0.0025mol÷=0.0050molHNO3的平均反应速率：=1.0×10-2mol/（L·s）(3)25mL2mol/L、1mol/L的HNO3的物质的量分别为0.05mol、0.025mol,10g大理石的物质的量为0.1mol。根据反应方程式：1molCaCO3消耗2molHNO3，因此HNO3的量都不足，大理石过量，实验②中产生的CO2是实验①中的一半，且反应速率比①慢，实验③④中用HNO3和实验①中相同，因此产生的CO2的量和实验①中相同，但反应速率都比实验①快，因此可以画出图象。7答案（1）(2)反应时间70~90s范围内：Δm(CO2)=0.95g-0.84g=0.11gΔn(CO2)=0.11g÷44g/mol=0.0025molHNO3的减少量：Δn(HNO3)=0.0025mol÷=0.0050mol实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/mol/L实验目的①298粗颗粒2.00（Ⅱ）①和（Ⅲ）①和②298粗颗粒1.00③308粗颗粒2.00④298细颗粒2.00③④8HNO3的平均反应速率：=1.0×10-2mol/（L·s）（3）9【实验探究2】1.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4)/mL溶液温度/℃金属消失的时间/s反应前反应后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析上上述数数据，，回答答下列列问题题：（1））实验验4和和5表表明，，对反应应速率率有影影响，，反应速速率越越快，，能表表明同同一规规律的的实验验还有（填实实验序序号））；（2））仅表表明反反应物物浓度度对反反应速速率产产生影影响的的实验有（填实实验序序号））；（3））本实实验中中影响响反应应速率率的其其他因因素还还有，其实实验验序序号号是是。（4））实实验验中中的的所所有有反反应应，，反反应应前前后后溶溶液液的的温温度度变变化值值（（约约15℃℃））相相近近，，推推测测其其原原因因：：。11答案案（1））固固体体反反应应物物的的表表面面积积表表面面积积越越大大1，，2（2））1，，3，，4，，6，，8或或2，，5（3））反反应应温温度度6，，7或或8，，9（4））因因每每个个反反应应加加入入的的金金属属质质量量和和硫硫酸酸溶溶液液体体积积均均相相等等，，且且硫硫酸酸过过量量，，产产生生热热量量相相等等，，所所以以溶溶液液温温度度变变化化值值相相近近12【实实验验探探究究3】】（原原创创））甲、、乙乙两两个个实实验验小小组组利利用用KMnO4酸性性溶溶液液与与H2C2O4溶液液反反应应研研究究影影响响反反应应速速率率的的因因素素。。（1））该该反反应应的的离离子子方方程程式式为为（（提提示示：：H2C2O4的一一级级电电离离常常数数为为5.4××10-2）。设计计实实验验方方案案如如下下（（实实验验中中所所用用KMnO4溶液液均均已已加加入入H2SO4）：：（2））甲甲组组：：通通过过测测定定单单位位时时间间内内生生成成CO2气体体体体积积的的大大小小来来比比较较化化学学反反应应速速率率的的大大小小。。实验验装装置置如如图图，，实实验验时时分分液液漏漏斗斗中中A溶溶液液一一次次性性放放下下，，A、、B的的成成分分见见下下表表：：13序号A溶液B溶液①2mL0.1mol/LH2C2O4溶液4mL0.01mol/LKMnO4溶液②2mL0.2mol/LH2C2O4溶液4mL0.01mol/LKMnO4溶液③2mL0.2mol/LH2C2O4溶液4mL0.01mol/LKMnO4溶液和少量MnSO414该实实验验探探究究的的是是对化化学学反反应应速速率率的的影影响响。。在反反应应停停止止之之前前，，相相同同时时间间内内针针管管中中所所得得CO2的体积由大大到小的的顺序是是(用实验验序号填填空)。。（3）乙乙组：通通过测定定KMnO4溶液褪色色所需时时间的多少来来比较化化学反应应速率的的大小。。取两支试试管各加加入2mL0.1mol/LH2C2O4溶液，另取两支支试管各各加入4mL0.1mol/LKMnO4溶液。将四支试试管分成成两组（（各有一一支盛有有H2C2O4溶液和KMnO4溶液的试试管），，一组放放入冷水水中，另另一组放入热热水中，，经过一一段时间间后，分分别混合合并振荡，记录录溶液褪褪色所需需时间。。该实验验目的是是研究对化学反反应速率率的影响响，但该该组同学学始终15没有看到到溶液褪褪色，其其原因是是。解析（1）根根据题中中提示可可知H2C2O4是弱酸，，在离子方程程式中应应保留化化学式。。（2）对对比①②②实验可可探究浓浓度对化化学反应应速率的的影响，对对比②③③实验可可探究催催化剂对对