2023年中考化学二轮专题复习讲义考点5.控制变量法及其在化学实验中的应用

考点5.控制变量法及其在化学实验中的应用 【考点梳理】 一、控制变量法 1.含义：又称控制因素分析法，指在实验中影响结果的因素往往不止一个，为探究某因素对该实验结果的影响，通常控制除该因素以外的其余几个因素保持不变。 2.应用： ①探究过氧化氢分解生成氧气的快慢与催化剂的种类是否有关？（变量：催化剂种类；其他因素，如过氧化氢溶液的体积和溶质质量分数、不同催化剂的质量等都要保持相同） ②探究铁生锈与什么因素有关？（影响铁生锈的因素有两个，注意控制变量法，设置三组实验：第1组（生锈）：铁钉与氧气和水同时接触；第2组（无明显现象）：铁钉只与氧气接触；第3组（无明显现象）：铁钉只与水接触） ③探究可燃物燃烧需要满足什么条件？（可燃物燃烧需要满足的条件有两个，通过控制变量法可探究，需设置三组实验：第1组（燃烧）：可燃物与氧气接触，同时温度达到可燃物的着火点；第2组（不燃烧）：可燃物与氧气接触，但温度达不到可燃物的着火点；第3组（不燃烧）：可燃物不与氧气接触，温度达到可燃物的着火点） ③探究金属与稀盐酸反应生成氢气的快慢与什么因素有关？（影响金属与稀盐酸反应生成氢气的快慢有很多，如金属的种类、金属固体的表面积、稀盐酸的体积和溶质质量分数、温度等；若探究金属与稀盐酸反应生成氢气的快慢与金属的种类有关，则变量是金属种类，其他因素都要保持相同） 【经典考题】 1.下列实验方案,不能达到相应实验目的的是 2.根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是（ ） 图 1 图 2 图 3 图 4 A.图 1 比较 Zn 和 Fe 的金属活动性强弱 B.图 2 探究铁钉生锈时 O2 是否参与反应 C.图 3 比较红磷和白磷的着火点 D.图 4 测定空气中 O2 的含量 3.铁丝在氧气中燃烧实验是化学学习过程的一个重要实验。 1 该反应的化学反应方程式为_______。 2 在实验中，有部分同学未能观察到“火星四射”的现象，兴趣小组进行了分析猜想： 【实验猜想】 a：没有把握好“火柴即将燃尽”伸入的时机，火柴已经熄灭或伸入过早消耗了大量氧气； b：_______。 根据以上猜想，提高实验成功率，化学兴趣小组进行了如下探究实验 【实验步骤】 I.排水法收集125mL或250mL氧气； Ⅱ.先将细铁丝绕成螺旋状(一般用玻璃棒将细铁丝缠绕成螺旋状)； Ⅲ.火柴梗式燃烧：在铁丝末端系火柴梗，另一端用坩埚钳夹持住铁丝，在酒精灯上引燃，待“火柴梗即将燃尽时”，将铁丝由上而下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中，观察现象。 IV.无水酒精式燃烧：将铁丝螺旋状的一端少许浸没在小烧杯中的无水酒精内。(浸没部分不宜超过螺旋状，避免因酒精燃烧消耗过多氧气。)将浸过酒精的细铁丝在酒精灯上直接引燃，立刻将铁丝由上而下慢慢伸入集满氧气的集气瓶中，观察现象。 【实验数据】：抽取某校初三学生共计100人进行分组验证性实验，观察到“火星四射”的现象的成功率如下表： 序号 氧气体积 引燃的方式 燃烧的成功率 ① 125mL氧气 火柴梗式 56.3% ② 250mL氧气 火柴梗式 76.6% ③ 125mL氧气 无水酒精式 90.6% ④ （ ） mL氧气 无水酒精式 93.8% 上述对比实验中，实验④中氧气的体积应为_______ml。 【实验结论】： （1）在其他条件相同的情况下，铁丝在250mL的氧气比125mL的氧气燃烧成功率更高。 （2）_______。 （3）为提高铁丝燃烧的成功率，应选择_______ml氧气和_______的引燃方式。 4.镁是一种银白色有金属光泽的金属，但久置的镁条总有一层灰黑色“外衣”。 实验一：探究灰黑色“外衣”的形成原因 【提出问题】空气中什么物质使久置的镁条表面变灰黑？ 【猜想假设】①氧气；②二氧化碳；③水蒸气；④氧气、二氧化碳、水蒸气都需要。 【进行实验】以下每组实验镁条长度、试管容积均相同。 【实验现象】实验Ⅲ中的镁条久置变灰黑，实验Ⅰ、Ⅱ均无变灰黑。 【实验分析】 (1)得出“久置镁条变灰黑一定与O2有关”的结论，依据的是实验Ⅰ～Ⅲ中的哪两个实验？________(填标号)。 (2)要证明猜想④正确，需要补充一个实验。请将上图中的Ⅳ补充完整，观察到Ⅳ中的现象是________。 【实验结论】猜想④正确。 5.中国是最早冶炼和使用金属铜的国家之一，古代炼铜有“湿法炼铜”和“火法炼铜”。 （1）①火法炼铜：古代人们就发现了在翠绿色的孔雀石【主要成分为Cu2（OH）2CO3】上燃烧木炭会有红色的铜生成。该过程通过两步反应生成Cu，请写出第二步的化学方程式。 第一步： 第二步：______。 ②湿法炼铜：《梦溪笔谈》