二輪復(fù)習(xí)《變量控制思想在實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用》

1、實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 變量控制思想在實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用變量控制思想在實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用 控制變量思想是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的思想控制變量思想是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的思想方法，對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行控制，以達(dá)方法，對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行控制，以達(dá)到明確各因素在實(shí)驗(yàn)中意義的目的。到明確各因素在實(shí)驗(yàn)中意義的目的。 實(shí)驗(yàn)法優(yōu)于觀察法和描述法的地方就在于它實(shí)驗(yàn)法優(yōu)于觀察法和描述法的地方就在于它可以人為地干預(yù)和控制所研究的對(duì)象，這實(shí)際可以人為地干預(yù)和控制所研究的對(duì)象，這實(shí)際上就是控制變量思想的重要體現(xiàn)。上就是控制變量思想的重要體現(xiàn)。 在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素時(shí)，由于外界

2、影響因素較多，故為搞清某個(gè)因時(shí)，由于外界影響因素較多，故為搞清某個(gè)因素的影響均需控制其他因素相同或不變時(shí)，再素的影響均需控制其他因素相同或不變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 因此，變量控制思想在這部分體現(xiàn)較為充因此，變量控制思想在這部分體現(xiàn)較為充分，在高考題中近幾年也考查較多，且多以探分，在高考題中近幾年也考查較多，且多以探究型實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)。這類題目以實(shí)驗(yàn)為研究型實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)。這類題目以實(shí)驗(yàn)為研究手段，模擬科學(xué)探究過程對(duì)小課題展開研究。究手段，模擬科學(xué)探究過程對(duì)小課題展開研究。盡管涉及因素較多，有其復(fù)雜性，但仍然重在盡管涉及因素較多，有其復(fù)雜性，但仍然重在考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能、學(xué)生分

3、析能力考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能、學(xué)生分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)際上這類題目并不可怕。和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)際上這類題目并不可怕。【實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)探究1 1】（】（20082008廣東，廣東，2020）某探究小組用某探究小組用HNOHNO3 3與與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用率的因素。所用HNOHNO3 3濃度為濃度為1.00 mol/L1.00 mol/L、2.00mol/L2.00mol/L，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K298 K、308 K,308 K,每次

4、實(shí)驗(yàn)每次實(shí)驗(yàn)HNOHNO3 3的用量為的用量為25.0 mL,25.0 mL,大理石用量為大理石用量為 10.00 g10.00 g。 （1 1）請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑睿┱埻瓿梢韵聦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：出對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)編號(hào)編號(hào)T T/K/K大理石大理石規(guī)格規(guī)格HNOHNO3 3濃度濃度/mol/L/mol/L實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?98298粗顆粒粗顆粒2.002.00()()實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)和和探究探究HNOHNO3 3濃度對(duì)該反應(yīng)速率濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；的影響；（）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)和和探究探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；響；（）實(shí)驗(yàn)

5、）實(shí)驗(yàn)和和探究探究大理石規(guī)格（粗、細(xì)）大理石規(guī)格（粗、細(xì)）對(duì)該反應(yīng)速率的影響。對(duì)該反應(yīng)速率的影響。1.002982982.002.00粗顆粒粗顆粒粗顆粒粗顆粒308細(xì)顆粒細(xì)顆粒依據(jù)反應(yīng)方程式依據(jù)反應(yīng)方程式 CaCOCaCO3 3+HNO+HNO3 3 Ca(NO Ca(NO3 3) )2 2+ + CO CO2 2+ H+ H2 2O,O,計(jì)算實(shí)驗(yàn)計(jì)算實(shí)驗(yàn)在在707090 s90 s范圍內(nèi)范圍內(nèi)HNOHNO3 3的平的平均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程）。均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程）。21212121（2 2）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)中中COCO2 2質(zhì)量隨時(shí)間變化質(zhì)量隨時(shí)間變化的

6、關(guān)系見下圖：的關(guān)系見下圖：(2)(2)反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間707090 s90 s范圍內(nèi)：范圍內(nèi)：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的減少量：的減少量：n n(HNO(HNO3 3)=0.002 5 mol)=0.002 5 mol =0.005 0 mol =0.005 0 mol21HNOHNO3 3的平均反應(yīng)速率：的平均反應(yīng)速率：=1.0=1.01010-2-2

7、mol/ mol/（LsLs）s20L0025. 0mol0005. 0/ )(HNO)(HNO33tVnv（3 3）請?jiān)冢ǎ┱堅(jiān)冢? 2）的框圖中，畫出實(shí)驗(yàn)）的框圖中，畫出實(shí)驗(yàn)、和和中中COCO2 2質(zhì)量隨質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。【實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究2 2】 1.1.下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)序號(hào)序號(hào)金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量/g/g金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c c(H(H2 2SOSO4 4) )/mol/L/mol/LV V(H(H2 2SOSO4 4) )/mL/mL溶液溫度溶液溫度/金屬消失金屬消失的時(shí)間的時(shí)間

8、/s/s反應(yīng)反應(yīng)前前反應(yīng)反應(yīng)后后10.10絲0.550203450020.10粉末0.55020355030.10絲0.750203625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150304440分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問題：分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問題：（1 1）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)4 4和和5 5表明，表明， 對(duì)反應(yīng)速率有影響，對(duì)反應(yīng)速率有影響， 反應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還反應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有有 （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）；（填實(shí)驗(yàn)序

9、號(hào)）；（ 2 2 ） 僅 表 明 反 應(yīng) 物 濃 度 對(duì) 反 應(yīng) 速 率 產(chǎn) 生 影 響 的 實(shí)） 僅 表 明 反 應(yīng) 物 濃 度 對(duì) 反 應(yīng) 速 率 產(chǎn) 生 影 響 的 實(shí)驗(yàn)有驗(yàn)有 （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）；（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）；（3 3）本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有）本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有 ，其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是 。（ 4 4 ） 實(shí) 驗(yàn) 中 的 所 有 反 應(yīng) ， 反 應(yīng) 前 后 溶 液 的 溫 度 變） 實(shí) 驗(yàn) 中 的 所 有 反 應(yīng) ， 反 應(yīng) 前 后 溶 液 的 溫 度 變化值（約化值（約1515）相近，推測其原因：）相近，推測其原因： 。固體反應(yīng)物的表面積固體反應(yīng)物的表面積

10、表面積表面積越大越大1，21，3，4，6，8或或2，5反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度6，7或或8，9（4 4）因每個(gè)反應(yīng)加入的金屬質(zhì)量和硫）因每個(gè)反應(yīng)加入的金屬質(zhì)量和硫酸溶液體積均相等，且硫酸過量，產(chǎn)酸溶液體積均相等，且硫酸過量，產(chǎn)生熱量相等，所以溶液溫度變化值相生熱量相等，所以溶液溫度變化值相近近【實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)探究3 3】 （原創(chuàng)）（原創(chuàng)）甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用KMnOKMnO4 4酸酸性溶液與性溶液與H H2 2C C2 2O O4 4溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。 （1 1）該反應(yīng)的離子方程式為（提示：）該反應(yīng)的離子方程式為（提示：H H2 2

11、C C2 2O O4 4的一級(jí)電離的一級(jí)電離常數(shù)為常數(shù)為5.45.41010-2-2） 。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（實(shí)驗(yàn)中所用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（實(shí)驗(yàn)中所用KMnOKMnO4 4溶液均已加溶液均已加H H2 2SOSO4 4）：）： （2 2）甲組：通過測定單位時(shí)間內(nèi)生成）甲組：通過測定單位時(shí)間內(nèi)生成COCO2 2氣體體積的大氣體體積的大小來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。小來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)分液漏斗中實(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)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的成分見下表：的成分見下表：2MnO4- +5H2C2O4+6H+ 2Mn2+ 10CO2+8H2

12、O序號(hào)序號(hào)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該實(shí)驗(yàn)探究的是該實(shí)驗(yàn)探究的是 對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。在反應(yīng)停止之前，相同時(shí)間內(nèi)針管中所得在反應(yīng)停止之前，相同時(shí)間內(nèi)針管中所得COCO2 2的體積由的體積由大到小的順序是大到小的順序是 ( (用實(shí)驗(yàn)序號(hào)填空用實(shí)驗(yàn)序號(hào)填空) )。濃度和催化劑濃度和催化劑（3 3）乙組：通過測定）乙組：通過測定KMnOKMnO4 4溶液褪色所需時(shí)間的多溶液褪色所需時(shí)間的多少來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。少來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。取兩支試管各加入取兩支試管各加入2 mL 0.1 mol/L H2 mL 0.1 mol/L H2 2C C2 2O O4 4溶液，另溶液，另取兩支試管各加入取兩支試管各加入4 mL 0.1 mol/L KMnO4 mL 0.1 mol/L KMnO4 4溶液。將溶液。將四支試管分成兩組（各有一支盛有四支試管分成兩組（各有一支盛有H H2 2C C2 2O O4 4溶液和溶液