初中化学中控制变量法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,控 制 变 量 法,科学探究之,设计实验方案比较锌和铁的金属活动性,将锌和铁分别放入稀盐酸中，,锌表面产生气泡的速率比铁快,讨论：金属与酸反应速率的,影响因素还有哪些？,将两块大小相同的锌片和铁片分别放入溶质质量分数相同、体积相同的稀盐酸中，看产生气泡的快慢,活动与探究一,控 制 变 量 法,当事物受到多个因素影响时，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其他的几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后在综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和实验研究之中。,科学探究的一般步骤是：（1）提出问题（2）猜想与假设（3）制定计划（4）进行实验、收集证据（5）解释与结论（6）反思与评价等。,对 应,验证假设，由现象得到结论（控制变量）,在设计探究性实验时，要注意以下几条原则：,（1）科学性的原则：,所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。,（2）对照性的原则：,要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实验。,（3）等量性的原则：,所设计的实验中的平行反应，试剂的取用应该是等量的,。,（4）单因子的变量原则：,对某个实验的影响，会有很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。,控制变量法解决化学问题的思路：,一：,明确,探究问题,二：,寻找,影响因素,三：,控制,其他因素,四：,改变,研究因素,猜想,操作,现象,结论,金属与酸反应速率的影响因素任选其一进行探究,药品：镁带、镁粉、铁粉、5%的盐酸、10%的盐酸、,活动与探究二,中考在线,（11年河北中考）在一次实验课上，各小组同学在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳。此反应的化学方程式为,。,小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。小明将这一情况报告老师，老师鼓励他们对此问题共同探究。,【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？,【作出猜想】不同地点石块中碳酸钙含量不同；,所用盐酸的溶质质量分数不同；,还可能是,。,【设计实验】（1）验证猜想是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质量相同、,的石块，加入质量相同、,的稀盐酸进行实验。,（2）验证猜想是否成立，对盐酸的要求是,。,【拓展延伸】上述实验中，小明采用了控制变量的研究方法。用此方法探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”，需要控制不变的因素有（答出两点即可）,等。,石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）,溶质质量分数相同,不同地点,溶质质量分数不同,温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强,初 中 化 学 中 控 制 变 量 法 的 应 用,影 响 化 学 反 应 速 率 的 因 素,金 属 生 锈 的 条 件,物 质 燃 烧 的 条 件,影响催化剂的催化效果的因素,影 响 固 体 物 质 溶 解 能力 的 因 素,中考在线,假如要进行实验D，检验CO,2,是否充满试管的操作方法是,与氧气和水同时接触,H,2,O,CO,2,A F,将燃着的木条,伸到试管口，看木条是否熄灭,（11年陕西）同学们在课本中通过“活动与探究”了解了铁生锈所需要满足的条件为 。小刚同学经过观察发现长期露置于空气中的铜表面也会被锈蚀。经查阅资料知道，锈蚀物的主要成分为Cu,2,(OH),2,CO,3,。他根据质量守恒定律，推测了可能与金属铜发生反应生成铜锈的物质。,推测I:锈蚀物中的H来自空气中的 （填化学式，下同），而C来自空气中的 ，因此这两种物质肯定参加了反应。,推测II:锈蚀物中的O有多种来源，因此不能确定空气中的O,2,是否参加了反应。,小刚同学为了验证空气中的O,2,是否参加了反应，设计了如下一系列实验，你认为其中必须要做的实验是 （填实验编号）。,植物油,中考在线,B,(11年天津)图甲和图乙所示实验均可用来探究可燃物燃烧的条件。,小莹同学用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实：,不通空气时，冷水中的白磷不燃烧；,通空气时，冷水中的白磷不燃烧；,不通空气时，热水中的白磷不燃烧；,通空气时，热水中的白磷燃烧。,能说明燃烧与氧气有关的组合是 （）,A.B.C.D.,1,2,3,4,2,1,4,4,中考在线,溶质的性质,溶剂的性质,温度,溶剂的量,（11年苏州）学完溶液知识后，小松回家用蔗糖、碳酸钙、植物油、水相互混合做了几个小实验。,（1）在同一条件下，蔗糖易溶于水，难溶于植物油，而碳酸钙不能溶于水，也不能溶于植物油。由此说明物质的溶解能力与,和 有关,（2）除（1）中的因素外，你认为固体物质的溶解能力还与外界条件 有关。,小松在设计实验方案验证（2）中假设时，在选择了溶质和溶剂种类的前提下，你认为在实验中还需要控制的变量有 。,溶解能力 =溶解速度,（07安徽）,研究性学习小组选择“H,2,O,2,生成O,2,的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:,【假设】H,2,O,2,生成O,2,的快慢与催化剂种类有关,【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H,2,O,2,溶液中分别加入相同质量MnO,2,和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O,2,所需要的时间。,【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,气体发生装置中A仪器名称是:,此实验中B处宜采用的气体收集方法是:_。,【实验记录】,实验编号,1,2,反应物,6%H,2,O,2,6%H,2,O,2,催化剂,1g 红砖粉,1g MnO,2,时间,152 s,35 s,【结论】该探究过程得出的结论是_。,【反思】H,2,O,2,在常温下分解缓慢,加入MnO,2,或 红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO,2,和 红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的和是否改变。,H,2,O,2,生成O,2,的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出假设和实验方案),【假设】_【实验方案】_,你若还能提出新的合理的假设和实验方案,本题奖励4分(化学试卷总分不超过60分),【假设】_【实验方案】_,实验编号,盐酸的质量分数/%,反应温度/,铝丝消失的时间/s,3,20,500,6,20,300,6,30,80,（08年安徽中考）,小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究。下表是他分别用相同质量的铝丝和足量稀盐酸反应的三组实验数据：,（1）写出铝和盐酸反应的化学方程式_。,（2）实验和表明：该反应快慢与_有关。,（3）能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是:_和_。,（4）如果把实验中盐酸的质量分数改为4%，请你推出铝丝消失的时间（用t表示）取值范围_。,2010安徽,(7分)小明对铁的锈蚀进行如下探究。室温时，将包有样品的滤纸,包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图。观察到量筒内水沿导管慢,慢进入广口瓶(净容积为146 mL)。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变,时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。记录起,始和最终量筒的读数以及所需时间如下表,（1)实验和说明NaCl可以,加快”“减慢”)铁锈蚀的速率。,(2)实验开始后，广口瓶内温度有所上升，,说明铁的锈蚀过程是,过程。,(3)实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质的化学式是,。,(4)实验和是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验的样品组成。,(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是,(保留3位有效数字)。,注意：若答对第(6)小题将奖励4分。但化学试卷总分不超过60分。,(6)现仅提供：置筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包(内含1 g铁粉、O.2 g碳、10滴水和少量NaCl)，请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积含量的实验方案，画出实验装置示意图即可(注明滤纸包的位置)。,加分题,科学探究,（11年安徽）,为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。,（1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式：_,（2）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反应快，原因是_。,（3）小芳在（2）实验中，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。,【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？,【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl,3,为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。,【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有_,假设b：该灰黑色沉淀可能含有AlCl,3,；,假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。,小明的实验方案中未控制金属的纯度，盐酸的浓度等相关变量相同（1分）,操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同（2分）,【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。,实验编号,实验操作,实验现象,加入适量稀盐酸,有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液,加入适量蒸馏水,固体部分溶解,加入适量无水乙醇,固体部分溶解,【得出结论】由实验可判断假设,c,_（填“成立”或“不成立”），再集合和可得出该灰黑色沉淀的成分是_,注意：若答对（,4,）小题奖励,4,分，但化学总分不超过,60,分。,（,4,）你认为中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱？,（填“能”或“不能”），分别从,设计方法和操作可行性的角度，具体说明理由,（5）该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢程度外，你还能提出新的方法来衡量该反应的快慢吗？,方法：_。,（6）小明将稀盐酸换成稀硫酸继续实验，发现铝丝和稀硫酸反应现象不明显。,【发现问题】为什么铝丝易与稀盐酸而难与稀硫酸反应呢？,【提出假设】Cl,-,的存在使酸和铝反应容易进行。,【设计实验】如果你能帮助小明设计一个合理的实验来验证假设，将奖励4分（化学试卷总分不超过60分）：,_,。,（1）2Al+6HCl=2AlCl,3,+3H,2,(2分),（2）温度(1分),（3）和(1分，两空都对才给分),（4）500t300(1分),（5）用排水法收集一瓶氢气所需时间的多少来衡量；或通过单位时间内生成氢气的量、温度变化来衡量等（其他合理答案均给分）(2分),（6）两支试管中各放有铝丝和稀硫酸，再分别加入氯化钠溶液和硫酸钠溶液(答出氯化钠给2分)（或向放有铝丝和稀硫酸的试管中加入稀盐酸。其他合理答案均给分）,2012安徽试题,实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的,方法制取氧气，写出反应的化学方程式：,。小芳发现，氯,酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：,【提出猜想】除MnO,2,、CuO外，Fe,2,O,3,也可以作KClO,3,分解的催化剂。,【设计并完成实验】按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度,（分解温度越低，催化效果越好）。,【分析数据、得出结论】（1）由实验,与实验对比，证明猜想合理；,（2）实验所用的三种金属氧化物，,催化效果最好的是,。,【反思】（1）若要证明Fe,2,O,3,是该反应的催化剂，还应当验证它在化学反应前后的质量和,是否改变；,（2）同种催化剂，颗粒大小也会影响催化效果，请你设计实验方案进行验证,。,（3）同种催化剂，还有哪些因素会影响催化效果，请你再探究。奖励4,提出假设,。,设计方案,加分题,