定量分析型实验中-实验表格的设计

[限时训练]：H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、15%H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。（1）设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定________________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。（2）设计实验装置，完成下图的装置示意图。收集相同体积氧气所需时间或：相同时间内收集氧气的体积《选修4》P18X此装置是否可行？思考：“一定时间内收集氧气的体积”是否正确？X④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。物理量实验编号V[0.1mol/LFe2(SO4)3]/mL……1a2aV[30%H2O2]/mL实验目的？b

实验目的：在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。思考：该实验中涉及的变量和因变量是什么？变量：H2O2浓度因变量：H2O2分解速率收集CmLO2所需时间/SV[15%H2O2]/mL0

0b

bmL（H2O2）的浓度/%30%15%V（O2）/mLt/sCC不变量：反应温度、催化剂→直接测定的数据是什么？思考：实验过程中还需控制的不变量有哪些？（收集相同体积氧气所需时间）若H2O2只有一种浓度，上述拟定实验表格，应作怎样调整？物理量实验编号V[0.1mol/LFe2(SO4)3]/mL1a2a[练习]：H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、15%H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。V（30%H2O2）/mLV（H2O）/mLbcbc收集dmLO2所需时间/St1t2

思考：该实验没有选用MnO2作催化剂，可能原因是什么？MnO2作催化剂，反应速率太快，成为影响反应速率的主因，不同浓度的H2O2分解速率变化不大。考题赏析：《学习与评价》p211：广东高考2014（实验题）与实验相关的考点：③完善（补充）实验装置，

②、④实验原理及数据表格设计实验记录表格的设计往往是实验设计中的一项必不可少的内容，它与实验步骤的设计是一脉相承的。这项设计的难度仅次于实验步骤的设计，那么如何突破这一难点呢？今天我们共同来探讨这一问题。定量分析型实验中-----

实验表格的设计[例1]用已知浓度的NaOH溶液测定盐酸浓度，参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。物理量实验编号

盐酸体积/mL……①20②20[例1]用已知浓度的NaOH溶液滴定盐酸浓度，参照下表格式，请完善实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。

分析原理，求算盐酸浓度需要用到的物理量有哪些？C（HCl）=C（NaOH）×v（NaOH）÷v（HCl）需要用到的物理量有：C（NaOH）、v（NaOH）、v（HCl）结合实验操作实际，确定实验过程需要记录的物理量有哪些？NaOH溶液滴定前读数，滴定后读数，实际消耗体积。（已知浓度，定值）（表格中已含此项）物理量实验编号

盐酸体积/mLNaOH溶液滴定前读数/mLNaOH溶液滴定后读数/mL消耗NaOH溶液体积/mL①20a1b1b1-a1②20a2b2b2-a2NaOH溶液滴定前读数，滴定后读数，实际消耗体积。思考：实际操作过程中盐酸的体积一定要相同吗？若题目中没有限定盐酸体积，表格应做何补充？NaOH溶液体积V/mL滴定前读数滴定后读数消耗体积物理量实验编号

盐酸始读数/mL盐酸终读数/mL盐酸体积/mLNaOH溶液滴定前读数/mLNaOH溶液滴定后读数/mL消耗NaOH溶液体积/mL①a1b1b1-a1c1d1d1-c1②a2b2b2-a2c2d2d2-c2盐酸在滴定管中的始读数、终读数、实际体积；NaOH溶液滴定前读数，滴定后读数，实际消耗体积。思考：实际操作过程中盐酸的体积一定要相同吗？若题目中没有限定盐酸体积，表格应做何补充？需要记录的物理量有：小结：实验记录表格设计的方法第一步，画出表格的模板。物理量实验编号物理量1物理量2……待测物理量123

尽管实验各式各样，但是它们的记录表格几乎都可以套用上面的模板，因此应熟悉此模板。第二步，依照实验原理依次确定具体的物理量1、物理量2、物理量3……直至最终的测量结果，这样表格的列数就得以确定。第三步，由实验的次数确定表格的行数。设计实验表格应该注意的细节问题：

（1）在表格的标题栏中要注明物理量的名称（符号）和单位，物理量的名称（符号）和单位之间应该用斜线隔开。数据栏中只需记录测量的数值，无需重复书写单位。

（2）有时候确定的物理量在实验过程中不便于直接记录，需要通过简单的处理，则还要设计相应的项目。如：滴定实验中消耗标准液的体积，不便于在实验中直接记录，则应分成始读数、终读数和实际消耗体积三列。第二课时[例2]

某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.01mol·L－1、0.001mol·L－1，催化剂的用量可选择0.5g、0g，实验温度可选择298K、323K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液（0.1mol·L－1）的用量均为2mL。1、请指出该实验目的：。

2、请拟定实验表格，完整体现实验方案。

探究反应物浓度、催化剂用量、温度对反应速率的影响。思考：该实验中涉及的变量和因变量是什么？该实验过程中还需控制的不变量有哪些？变量：KMnO4浓度、催化剂质量、温度

因变量：反应速率

不变量：无（溶液颜色褪至无色所需时间）→具体测定的数据是什么？物理量实验编号温度/K催化剂的质量/gKMnO4酸性溶液的浓度/mol·L-1溶液颜色褪至无色所需时间/S①2980.50.01②2980.50.001③3230.50.01④29800.01[例2]

某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.01mol·L－1、0.001mol·L－1，催化剂的用量可选择0.5g、0g，实验温度可选择298K、323K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液（0.1mol·L－1）的用量均为2mL。请拟定实验表格，完整体现实验方案。

思考：若实验中所用KMnO4溶液的浓度和用量均不变，该实验能改用0.01mol·L－1的H2C2O4溶液吗？为什么？不能。当改用此浓度的H2C2O4溶液，所用浓度为0.01mol·L－1KMnO4溶液将不能完全反应，无法测定褪色时间。1、结合上表数据请列出实验①υ（KMnO4）的计算式，不必化简。物理量实验编号T/K催化剂的用量/gKMnO4酸性溶液的浓度/mol·L-1溶液颜色褪至无色所需时间/S①2980.50.01t1②2980.50.001t2③3230.50.01t3④29800.01t4不能。应取用相同浓度相同体积的KMnO4酸性溶液，与足量的不同浓度相同体积的H2C2O4溶液做对比实验。υ（KMnO4）=（0.01×4÷6÷t1

）mol·L-1S-12、上表所测得的实验①、②数据能直接体现反应速率大小吗？若要求所测得的数据能直接体现反应速率大小，实验应作何改变？[例3]

测定NaHCO3固体与盐酸（密度为1g/mL）反应的反应热（忽略反应前后质量的变化），请拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。物理量实验编号

NaHCO3质量/g盐酸体积/mL盐酸起始温度/℃反应终止温度/℃温度差/℃①m1V1T1T2T2-T1②m2V2T3T4T4-T3Q=c×m×△T如何判断反应终止温度？→反应过程的最高温度（比热容，定值）混合物质量反应前后混合物温度差结合上述原理，分析实验过程直接记录物理量有哪些？第三课时【针对练习1】设计实验，通过测定稀H2SO4与锌粒反应产生10mLH2所需的时间，探究反应物浓度和温度对反应速率的影响。试剂和用品：1.00mol·L－1H2SO4、2.00mol·L－1H2SO4，3.00mol·L－1H2SO4大小相同的锌粒若干、70℃热水浴（水槽）、秒表。每次实验H2SO4的用量为40.0mL、锌粒用量为2.0g。实验装置如图，请设计实验方法，画出实验数据的记录表格。物理量实验编号温度(℃)H2SO4浓度(mol/L)收集10mL氢气所需时间（S）1室温1.00t12

室温

3.00t2

370

3.00t3思考：该实验中涉及的变量和因变量是什么？该实验过程中还需控制的不变量有哪些？变量：浓度、温度

因变量：反应速率不变量：无→实验目的物理量实验编号T/℃V（H2SO4溶液）/mLV（H2O）/mL收集10mL氢气所需时间（S）1室温400t12

室温3010t2

370

400t3

思考：若所提供的硫酸溶液只有一种浓度3.00mol·L－1，上述实验表格应作何改变，完善上述表格。物理量实验编号T/℃C（H2SO4）/mol/L收集10mL氢气所需时间（S）1室温1.00t12

室温

3.00t2

370

3.00t3物理量实验编号

Fe2+溶液体积/mL①a②a[针对练习2]用0.1mol/L酸性KMnO4溶液滴定Fe2+浓度，参照下表格式，请拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。

物理量实验编号

Fe2+溶液体积/mL0.1mol/L酸性KMnO4溶液体积/mL滴定前读数滴定后读数消耗体积①ab1c1c1-b1②ab2c2c2-b2[针对练习3]设计测定NaOH溶液与盐酸（两溶液密度均为1g/mL）反应的反应热，请拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。答案见《选修4》P5[自我检测]：某同学拟用如下图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响。限选试剂与用品：0.1mol·L－1HCl、颗粒状CaCO3、粉末状CaCO3、蒸馏水、量筒、秒表①设计实验方案：在固体表面积或反应物浓度不同的条件下，测定_______________________________________________________________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。②拟定实验表格，完整体现实验方案。（表格列数自定；列出所用试剂的用量、待测物理量和拟定的数据；数据可用字母a、b、c等表示）电子天平生成等质量CO2所需的时间（或：相同时间内生成的CO2的质量）

物理量实验序号V（0.1mol·L－1HCl）/mL……实验目的：实验1和2探究固体表面积对反应速率的影响；实验1和3探究反应物浓度对反应速率的影响实验1……实验2……实验3……[巩固练习]：某同学拟用如下图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响。限选试剂与用品：0.1mol·L－1HCl、颗粒状CaCO3、粉末状CaCO3、蒸馏水、量筒、秒表②拟定实验表格，完整体现实验方案。（表格列数自定；列出所用试剂的用量、待测物理量和拟定的数据；数据可用字母a、b、c等表示）物理量实验序号0.1mol•L-1HCl体积/mL蒸馏水体积/mL颗粒状CaCO3质量/g粉末状CaCO3质量/gCO2质量/g反应时间/s实验1a0b0d实验2a00bd实验3ca-cb0d[巩固练习]：某同学拟用如下图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响。限选试剂与用品：0.1mol·L－1HCl、颗粒状CaCO3、粉末状CaCO3、蒸馏水