专题17实验条件、对比实验

实验专题复习：

实验条件控制，对比实验设计惠安三中高三备课组2015.3一、专题概述1.“控制实验条件的方法”就是控制变量法，即把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，然后分别研究其他因素，最后综合解决问题。2.把“控制变量法”运用于具体实验研究时，通常设置两个或两个以上实验组，通过对结果的比较分析，来探究某一因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。3.空白实验是在不加样品的情况下，用测定样品相同的方法、步骤进行定量分析，把所得结果作为空白值，从样品的分析结果中扣除。这样可以消除由于试剂不纯或试剂干扰等所造成的系统误差。4.为了消除实验过程中由于偶然因素所造成的误差，可通过增加测定次数取平均值来减小偶然误差，即平行实验。平行实验就是同一批号取两个以上相同的样品，以完全一致的条件（包括温度、湿度、仪器、试剂以及实验人）进行实验，看其结果的一致性。二、常见的考查方式1.给出完整的实验方案及实验数据，要求从中得出实验目的、实验结论，或确定与某实验目的相对应的实验序号；2.给出部分实验方案，要求根据实验目的完善实验方案的设计，或根据某一实验目的简述实验方案；3.通过在实验方案中巧布信息点，综合考查实验目的、实验方案设计和实验结论。三、控制单一变量法解题思路随自变量XX变化因变量XX变化实验结论研究自变量对因变量的影响

自变量（影响因素）

不变量（其他因素）

因变量（影响结果）实验方案实验目的反映反映决定决定三、控制单一变量法解题思路自变量X因变量Y研究X对Y的影响（实验目的）随X增大Y……变化（实验结论）例：下图是研究“”实验所得图象，请回答有关问题。（1）该实验的目的是：研究温度、压强对氨物质的量百分数的影响。（2）该实验的结论是：其他条件不变，温度升高使氨物质的量百分数减小（该反应正向放热）；其他条件不变，压强增大使氨物质的量百分数增大。一、经典题型：给出完整的实验方案及实验数据，要求从中得出实验目的、实验结论，或确定与某实验目的相对应的实验序号。【例1】为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化效果的影响，设计如下对比实验：

注：催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示。实验序号氯化镁固体中氯元素含量/%温度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滚动球磨3.9×104②74.4520滚动球磨5.0×104③74.4520振动球磨5.9×104④100振动球磨变量1变量2变量3因变量（1）表中Ｗ=。（2）从实验1、2可以得出的结论。（3）设计实验2、3的目的是【例1】实验序号氯化镁固体中氯元素含量/%温度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滚动球磨3.9×104②74.4520滚动球磨5.0×104③74.4520振动球磨5.9×104④100振动球磨（1）ω=74.45【例1】实验序号氯化镁固体中氯元素含量/%温度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滚动球磨3.9×104②74.4520滚动球磨5.0×104③74.4520振动球磨5.9×104④100振动球磨∧∧氯化镁固体含水量越高，催化剂催化效果越差.(2)、从实验1、2可以得出的结论是:【例1】实验序号氯化镁固体中氯元素含量/%温度/℃粉碎方式催化效果/g·g-1①70.9720滚动球磨3.9×104②74.4520滚动球磨5.0×104③74.4520振动球磨5.9×104④100振动球磨探究粉碎方式对催化效果的影响。（3）、设计实验2、3的目的是四、对比实验在高考化学中对比实验主要出现在综合实验题中，以分析已知对比实验方案或设计对比实验方案为考查点，考查学生利用控制变量思想综合分析实验的能力。在进行对比实验时，通常采用平行实验的形式。【例4】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溶液、·L－1Fe2(SO4)3溶液、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。②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)。③设计实验装置，完成图中的装置示意图。④参照下表格式，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)。实验序号V[0.1mol·L－1Fe2(SO4)3]/mL……1a……2a……实验序号VmlFe2(SO4)3Vml30%H2O2Vml蒸馏水VmlO2t/min1a

d2a

d实验序号VmlFe2(SO4)3Vml30%H2O2Vml蒸馏水t/minVmlO21a

d2a

d测定收集相同体积的O2所需时间测定相同时间内收集O2的体积自变量自变量不变量不变量因变量因变量ccccbbbb注意：两次实验需要保持溶液总体积不变由试剂、蒸馏水、实验器皿和环境带入的杂质所引起的系统误差，可通过空白实验来扣除。空白实验是在不加试样的情况下，按照试样的分析步骤和条件而进行的对比实验，所得结果成为空白值，从试样测定结果中空白值就起到了校正误差的作用。五、空白实验题组四对比实验不变量因变量自变量设计对比实验方案研究装置②中所加硫酸的的最佳浓度，应在硫酸体积和NaClO溶液体积相同的条件下用不同浓度的硫酸进行对比实验，第一组硫酸的浓度是理论浓度为0.1000mol·L－1，然后改变硫酸的浓度，应为第一组的倍数。二、变量探究型图表题

在近两年的福建省高考题、质检题中，这类题目又以变量探究性图表题的形式出现。题目将想要研究的影响因素（自变量）、其他影响因素（不变量）和影响结果（因变量）三部分以数据表格或图像曲线的形式展现，讨论自变量对因变量的影响情况。【例2】Fenton试剂常用于氧化降解有机污染物X。在一定条件下．反应初始时c(X)=2.0×10-3mol·L-1，反应10min进行测定，得图1和图2。下列说法不正确的是A．50℃，in内v(X)=1.44×10-4mol·L-1min-1C该题主要出现在福建高考（质检）化学24题工艺流程题、25题实验题中，通常根据所列图表数据信息，利用控制变量思想来探究最佳生产或实验条件。

三、控制生产或实验条件型题

【例3】废锂电池（图中简称废料，主要成份为LiCoO2、炭粉和铝箔）的回收流程如下(3)为提高步骤②的效率。在实验室中研究不同条件下Co2+的浸出率．结果如右上表。从实验结果看，在仅考虑提高Co2+的浸出率的情况下，实验（填有效实验的编号）为最优反应条件。编号温度/℃时间/min盐酸浓度/mol·L－1钴浸出率/%1801203.0497.822801503.04100.03801803.04100.04801502.28100.05801501.5280.266701502.2886.857901502.28100.08801502.28100.6无效实验控制变量√√(3)为提高步骤②的效率。在实验室中研究不同条件下Co2+的浸出率．结果如右上表。从实验结果看，在仅考虑提高Co2+的浸出率的情况下，实验（填有效实验的编号）为最优反应条件。(4)用ICl的冰醋酸溶液测定某油脂的不饱和度。进行如下两个实验，实验过程中有关反应为：i．

ii．ICl+KI＝I2+KCl

iii．I2＋2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6实验1：四氯化碳后，加入20mL某ICl的冰醋酸溶液(过量），充分反应后，加入足量KI溶液，生成的碘单质用amol·L-1的Na2S2O3,标准溶液滴定。经平行实验，测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V1mL。

实验2(空白实验）：不加油脂样品，其它操作步骤、所用试剂及用量与实验1完全相同，测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V2mL。

③。由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度。习题讲评题组一控制变量经典题型通过控制变量，补充完整实验方案及实验数据，要求从中得出实验目的、实验结论，或确定与某实验目的相对应的实验条件。自变量不变量需将控制变量方法灵活运用，先将阴离子控制不变讨论阳离子对干燥效率的影响，再将阳离子控制不变讨论阴离子对干燥效率的影响，另外需解读文本得出干燥效率越小，干燥剂干燥效果越好。通过控制变量思想探究实验目的及产物生成量范围。不变量自变量因变量实验目的题组二变量探究图表题将自变量、不变量、因变量以新颖的柱状图形式呈现，需采取控制变量方法分别分析出在不同还原剂条件下四种元素浸出率的变化情况自变量因变量不变量5.（2012福建卷）一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化燃料R降解反应的影响如右图所示。下列判断判断正确的是A．在0-50min之间，in之间，ol·L-1·min-1A.降解率均100%曲线的斜率代表R的降解速率，控制时间，讨论自变量pH、R的起始浓度和因变量R的降解速率之间的关系的题组三控制生产或实验条件型题通过控制变量方法选择最佳试剂第7题：（2012福建）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如右图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：。

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