内容正文:
第五部分 科学探究与化学实验
第20讲 教材基础实验含控制变量和对比实验法
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实验梳理
2
考点击破
一、教材基础实验回顾
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二、常用实验设计方法——控制变量和对比实验法(中考新变化、新课标变化)
1.方法解读
当多种因素的变化都可能对实验结果产生影响时,要明确其中一种因素的作用情况,往往先控制住其他几个因素不变,集中研究其中该因素变化所产生的影响,这种方法叫控制变量法。化学实验设计探究等过程时,常常通过控制变量法设置对比实验,记录多组实验数据,确认不同因素对实验结果的影响情况。
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2.教材经典实验有:分子运动实验、影响过氧化氢分解速率因素的探究、可燃物燃烧条件的探究、金属锈蚀条件的探究(铁生锈、铜生锈)、金属活动性顺序的探究、影响物质溶解性因素的探究。
3.典例剖析
例1 如图所示为探究铁钉锈蚀条件的实验,一段时间后观察到试管②③中的铁钉不生锈,试管①中铁钉生锈。回答问题:
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(1)通过对比①②,这两个实验中的变量是 氧气(或空气) ,即铁钉锈蚀的条件是 铁钉与氧气(或空气)接触 。
(2)通过对比①③,这两个实验中的变量是 水 ,即铁钉锈蚀的条件是 铁钉与水接触 。
氧气(或空气)
铁钉与氧气(或空气)接触
水
铁钉与水接触
(3)综合对比3个实验,可得铁钉生锈的条件是 铁钉与氧气(或空气)、水同时接触 。
铁钉与氧气(或空
气)、水同时接触
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方法点拨:
第一步:明确探究问题,寻找影响因素;
①探究影响铁钉锈蚀的因素,可能的因素有: 氧气、水 。
第二步:明确探究的因素,改变该单一因素,控制其他因素不变;
②确定探究的变量是 氧气 ,其他因素都一致。
第三步:通过对比实验现象,得出实验结论。
③对比生锈现象,从目的去确定结论。
氧气、水
氧气
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例2 (2022广东)对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是( C )
C
A.对比①②可探究:接触氧气是否为铁生锈条件之一
B.对比②③可探究:接触水是否为铁生锈的条件之一
C.对比①④可探究:温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D.对比③④可探究:接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
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方法点拨:
第一步:寻找对照实验(实验满足所有的实验条件)。
第二步:要探究哪个条件,就选择无此条件的实验作为实验组。
注意:在设置对照实验的过程中,除了实验组中需要探究的条件不同外,其他实验条件都要保持相同。
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1.对比实验是我们常用的科学探究手段,下列实验方案不符合对比实验的科学思想的是( A )
选项 A B C D
实验方案
实验目的 接触面积与反应快慢的关系 比较CO2的含量 验证分子是不断运动的 不同温度下溶解速度快慢
A
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2.(2022临沂改编)控制变量是科学探究的重要方法之一。请结合下列实验,回答相关问题:
A.探究燃烧的条件
(1)A实验中,观察到薄铜片上的乒乓球碎片先燃烧,滤纸碎片后燃烧,可以说明燃烧条件之一是 温度达到可燃物的着火点 。
温度达到可燃物的着火点
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(2)B实验中,一段时间后,观察到U形管中红墨水 左侧液面上升,右侧液面下降 ,说明左侧的铁钉发生了锈蚀,证明 水 是铁生锈的必要条件之一。
B.探究铁钉生锈的条件
左侧液面上升,右
侧液面下降
水
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(3)C实验中,试管②内反应更剧烈,说明金属与酸反应的快慢与 酸的浓度 有关,反应的化学方程式是 Fe+2HClFeCl2+H2↑ 。
C.探究影响金属与酸反应速率的因素
酸的
浓度
Fe+2HClFeCl2+H2↑
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3.研究小组利用如图所示装置探究催化剂碘化钾(KI)对过氧化氢分解速率的影响。实验所得数据如下表所示。
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编号 使用1%H2O2的体积/mL 加入碘化钾(KI)质量/g 反应200s时产生的氧气/mL 反应400s时产生的氧气/mL
实验1 10 0 5 8
实验2 10 0.05 25 55
实验3 10 0.08 51 92
(1)实验1中,过氧化氢分解的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑ 。
2H2O22H2O+ O2↑
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(2)实验1、2、3均需控制相同的温度,目的是 研究加入碘化钾质量这个变量对过氧化氢分解的影响 。
(3)对比实验1和实验2,你得出的结论是相同条件下, 加入碘化钾,过氧化氢分解加快 。
对比实验2和实验3,你得出的结论是相同条件下, 加入碘化钾质量越多,过氧化氢分解越快 。
研究加入碘化钾质量这
个变量对过氧化氢分解的影响
加入碘化钾,
过氧化氢分解加快
加入碘化钾质量越
多,过氧化氢分解越快