微专题 09 变量的控制-【实验攻略】备战2024年高考化学实验新考法

微专题 09 变量的控制 控制变量法是科学探究中的重要方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究中，一个化学反应的实现，涉及到多种变量，控制变量法是指通过控制其他可能影响实验结果的变量，只改变某一个变量来观察其对实验结果的影响。这种方法通常用于观察单个变量或少数变量对实验结果的影响，从而确定各个变量之间的关系。控制变量法需要对实验进行多次复读，每次改变其中一个变量并保持其他变量不变，以获取一系列对比数据。意在考查考生的实验探究与创新意识的学科素养，以及信息获取、研究探索和语言表达的关键能力。意在对各种实验问题思考和解决过程中，发展学生实验探究和不断创新的意识。　 1．(2023•广东卷，17)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式计算获得。 (1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.5000mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点，消耗溶液22.00 mL。 ①上述滴定操作用到的仪器有 。 A．           B．           C．         D．   ②该盐酸浓度为 mol·L-1。 (2)热量的测定：取上述溶液和盐酸各进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为 (c和分别取和，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq) = FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 i 0.2mol·L-1 CuSO4溶液 1.20 g 铁粉 a b ii 0.56 g 铁粉 a c ①温度：b c(填“>”“<”或“=”)。 ② (选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)+ Fe2(SO4)3(aq) =3FeSO4(aq)的焓变。 查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是 。 提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在粉和酸的反应。 验证猜想：用试纸测得Fe2(SO4)3溶液的不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为 。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。 2．(2022·北京卷，19)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应 资料：i．Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。 ii．浓碱条件下，可被OH-还原为。 iii．Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。 实验装置如图(夹持装置略) 序号 物质a C中实验现象 通入Cl2前 通入Cl2后 I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化 II 5%NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 III 40%NaOH 溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀 (1)B中试剂是___________。 (2)通入Cl2前，II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为___________。 (3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是___________。 (4)根据资料ii，III中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因： 原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。 原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将MnO42-氧化为MnO4-。 ①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因___________，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。 ②取III中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为___________，溶液绿色缓慢加深，原因是