2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）微专题(二) 变量控制法

微专题(二)变量控制法核心要点·归纳1.常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据,让学生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素,让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。2.解题策略常见变量外界因素主要有浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等确定变量根据实验目的,研究某个变量对反应速率的影响,需要控制其他外界因素不变,再进行实验定多变一探究时,先确定一种变量,保证其他外界因素不变,看这个变量与探究的问题之间存在什么关系,这样依次进行,从而得出每种因素改变的影响结论数据统一要注意控制数据,使变量统一,才能得出正确结论学力诊断·测评1.(双选)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素(反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O),设计了如表所示的一系列实验。下列说法不正确的是()实验序号反应温度(℃)Na2S2O3稀硫酸H2OV/mLc/(mol·L-1)V/mLc/(mol·L-1)V/mL12010.00.1010.00.500240V10.10V20.50V3320V40.104.00.50V5A.设计该实验的基本原理为变量控制法B.实验1和2可探究温度对反应速率的影响C.若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则需V4=10,V5=0D.将水更换为Na2SO4溶液,对实验结果有影响【解析】选C、D。从表中数据看,实验1、2应为探究温度对反应速率的影响,实验1、3应为探究浓度对反应速率的影响,所以设计该实验的基本原理为变量控制法,A正确;实验1和2的温度不同,则各物质的浓度必须分别相同,所以可探究温度对反应速率的影响,B正确;实验1、3的温度相同,应为探究浓度对反应速率的影响,若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则需V4=10.0,V5=6.0,C错误;因为Na2SO4对反应速率不产生影响,所以将水更换为Na2SO4溶液,对实验结果无影响,D错误。[解题思路]变量控制法的一般步骤[注意事项]运用变量控制法设计实验时一定要(1)明确探究过程中的影响因素都有哪些;(2)探究催化剂影响时,一定确保阴离子种类相同,如探究Cu2+、Fe3+对H2O2的催化效果,应选择CuCl2、FeCl3。2.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法不正确的是()组别对应曲线c(HCl)/mol·L-1反应温度/℃铁的状态1a—30粉末状2b—30粉末状3c2.5—块状4d2.530块状A.第4组实验的反应速率最慢B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5mol·L-1C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5mol·L-1D.第3组实验的反应温度低于30℃【解析】选D。由图像可知,1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多,只是反应速率有快慢之分。第4组实验,反应所用时间最长,故反应速率最慢,A正确;第1组实验,反应所用时间最短,故反应速率最快,根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5mol·L-1,B正确;第2组实验,铁是粉末状,与3、4组块状铁相区别,根据变量控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5mol·L-1,C正确;由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30℃,D错误。【补偿训练】某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如表所示:序号纯锌粉/g2.0mol·L-1硫酸溶液/mL温度/℃硫酸铜固体/g加入蒸馏水/mLⅠ2.050.02500Ⅱ2.040.025010.0Ⅲ2.050.0250.20Ⅳ2.050.0254.00(1)本实验待测数据可以是反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间),

实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸浓度对锌与稀硫酸反应速率的影响。

【解析】(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ中,锌的质量和状态相同,硫酸的浓度不同,实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜,Cu2+的氧化性强于H+,首先发生反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的铜附着在锌表面,在稀硫酸溶液中构成原电池,加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多,生成的铜会覆盖在锌表面,阻止锌与稀硫酸进一步反应,产生氢气的速率会减慢。本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”,实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究“硫酸的浓度对反应速率的影响”。(2)实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是探究硫酸铜的质量对反应速率的影