1、控制變量法控制變量法學習目標學習目標學會利用控制變量確定研究因素及探究方法學會利用控制變量確定研究因素及探究方法一、一、“控制變量控制變量”的概念的概念控制變量法是在研究和解決問題的過程中，控制變量法是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中一些條件按照特定的要求發(fā)生控制，使其中一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化。變化或不發(fā)生變化。二、二、“控制變量控制變量”的思想方法的思想方法當研究多個因素之間的關系時，往往先控制當研究多個因素之間的關系時，往往先控制其他幾個因素不變，集中研究其中一個因素其他幾個因素不變，集中

2、研究其中一個因素的變化所產(chǎn)生的影響。的變化所產(chǎn)生的影響。課堂反饋練習課堂反饋練習1（2009浙江浙江27節(jié)選）超音速飛機在平流層飛行時，尾節(jié)選）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的術將尾氣中的NO和和CO轉變成轉變成CO2和和N2，其反應為：，其反應為：（5 5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組

3、比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。課堂反饋練習課堂反饋練習1實驗實驗編號編號T/T/0 0C CNONO的初始濃度的初始濃度/mol.L/mol.L-1-1COCO的初始濃度的初始濃度/mol.L/mol.L-1-1催化劑的催化劑的比表面積比表面積/m/m2 2.g.g-1-12802801.201.201010-3-35.805.801010-5-58282124124350350124124請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。1.201.201010-

4、3-3 5.80 5.801010-5-5280 280 1.201.201010-3-3 5.80 5.801010-5-5（5 5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，某同學設計了劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。不變量不變量變量變量變量變量不變量不變量【歸納】運用運用“控制變量控制變量”思想方法解

5、題的思路思想方法解題的思路1 1、明確研究對象、明確研究對象2 2、分清可控制的變量與不變量、分清可控制的變量與不變量只有可控制的變量是變化的只有可控制的變量是變化的（2008廣東，廣東，20）某探究小組用）某探究小組用HNO3與大理石反應與大理石反應過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應速率的因素。過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應速率的因素。所用所用HNO3濃度為濃度為1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K,每次實驗每次實驗HNO3的用量為的用量為25.0 mL，大理石用大理石用量

6、為量為10.00 g。 （1）請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中）請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號：填出對應的實驗編號：課堂反饋練習課堂反饋練習2實驗實驗編號編號T/K大理石大理石規(guī)格規(guī)格HNO3濃度濃度/mol/L實驗目的實驗目的298粗顆粒粗顆粒2.00()實驗和探究實驗和探究HNO3濃度對該反應速率的影濃度對該反應速率的影響；響；（）實驗和）實驗和 探究探究溫度對該反應速率的影響；溫度對該反應速率的影響；（）實驗和）實驗和 探究探究大理石規(guī)格大理石規(guī)格 （粗、細）對該（粗、細）對該反應速率的影響。反應速率的影響。1.001.00308 308 細顆粒細顆粒

7、變量變量298 298 粗顆粒粗顆粒不變量不變量粗顆粒粗顆粒 2.00 2.00298 298 2.002.00所用所用HNO3濃度為濃度為1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有細顆粒與，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K,每次實驗每次實驗HNO3的用量為的用量為25.0 mL，大理石用量為大理石用量為10.00 g。課堂反饋練習課堂反饋練習33、（、（2012廣東廣東31節(jié)選）碘在科研與生活中有重要應用。節(jié)選）碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用某興趣小組用0.50molL-1KI、0.2淀粉溶液、淀粉溶液、0.20m

8、olL-1K2S2O8、0.10molL-1Na2S2O3等試劑，探究反等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。應條件對化學反應速率的影響。已知：已知：S2O82 + 2I = 2SO42 + I2(慢慢) I2 + 2S2O32 = 2I + S4O62(快快)為探討反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實為探討反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：驗方案如下表：表中表中V= mL，理由是，理由是 。課堂反饋練習課堂反饋練習3實驗實驗序號序號 體積體積V/mLK2S2O8溶液溶液水水KI溶液溶液Na2S2O3溶液溶液淀粉溶淀粉溶液液10.00.04.04.02.09.01.

9、04.04.02.08.0V4.04.02.0為探討反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實為探討反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：驗方案如下表：表中表中V= mL，理由是理由是 。2.0保持溶液總體積相同，僅改變保持溶液總體積相同，僅改變S2O82的濃度的濃度而其它物質(zhì)濃度不變。而其它物質(zhì)濃度不變。不變量不變量變量變量課堂反饋練習課堂反饋練習4（2014廣東廣東33）H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在是一種綠色氧化還原試劑，在化學研究中應用廣泛化學研究中應用廣泛。（1）某小組擬在同濃度）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究的催化下，探究H2O2濃濃度對度對H2O2分解反

10、應速率的影響。限選試劑與儀器：分解反應速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器溫水浴槽、注射器設計實驗方案：在不同設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定濃度下，測定_（要求所（要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應速率大?。y得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應速率大小）。參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案（列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所案（列出所選試劑體積、需記錄的待測物

11、理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。（1）某小組擬在同濃度）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究的催化下，探究H2O2濃度濃度對對H2O2分解反應速率的影響。限選試劑與儀器：分解反應速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器射器設計實驗方案：在不同設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定濃度下，測定_（要求所測得（要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應速率大?。５臄?shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反

12、應速率大?。?。參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案（列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的（列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。（1）某小組擬在同濃度）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究的催化下，探究H2O2濃度濃度對對H2O2分解反應速率的影響。限選試劑與儀器：分解反應速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2、0.1molL-1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注水槽、膠管、玻璃導管、量筒

13、、秒表、恒溫水浴槽、注射器射器設計實驗方案：在不同設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定濃度下，測定_（要求所測得（要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應速率大?。?。的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應速率大?。７桨阜桨?：“收集到相同體積的收集到相同體積的O2所需的時間所需的時間” 方案方案2：“相同時間內(nèi)所收集相同時間內(nèi)所收集O2的體積的體積” 不變量不變量不變量不變量變量變量方案方案1：對應對應中中“收集到相同體積的收集到相同體積的O2所需的所需的時間時間” 變量變量不變量不變量“1”與與“2”對比實驗中對比實驗中溶液總體積不變?nèi)芤嚎傮w積不變不變量不變量（1）某小組擬在同濃度）某小組擬在同濃度Fe3+的催化

14、下，探究的催化下，探究H2O2濃度濃度對對H2O2分解反應速率的影響。分解反應速率的影響。方案方案2：對應中對應中“相同時間內(nèi)所相同時間內(nèi)所收集收集O2的體積的體積” 變量變量不變量不變量“1”與與“2”對比實驗中對比實驗中溶液總體積不變?nèi)芤嚎傮w積不變不變量不變量（1）某小組擬在同濃度）某小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究的催化下，探究H2O2濃度濃度對對H2O2分解反應速率的影響。分解反應速率的影響。課堂反饋練習課堂反饋練習5（2014.汕頭模擬節(jié)選）鋁及鋁合金經(jīng)過陽極氧化，鋁汕頭模擬節(jié)選）鋁及鋁合金經(jīng)過陽極氧化，鋁表面能生成幾十微米的較厚的氧化鋁膜。某研究性學表面能生成幾十微米的較厚的氧

15、化鋁膜。某研究性學習小組對鋁表面氧化膜的保護作用展開了研究，他們習小組對鋁表面氧化膜的保護作用展開了研究，他們查閱有關資料得知：盡管鋁表面致密的氧化膜能使鋁查閱有關資料得知：盡管鋁表面致密的氧化膜能使鋁與其周圍的介質(zhì)與其周圍的介質(zhì)(空氣、水等空氣、水等)隔絕，對鋁制品起到保護隔絕，對鋁制品起到保護作用，但鋁制容器仍不能長期用來盛放和腌制咸菜。作用，但鋁制容器仍不能長期用來盛放和腌制咸菜。究其原因，該小組設計了一個實驗以探究其中的原因。究其原因，該小組設計了一個實驗以探究其中的原因。他們的實驗過程如下：他們的實驗過程如下：實驗實驗編號編號 實驗過程實驗過程 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 1取一小片鋁片于試管

16、中，取一小片鋁片于試管中，加入加入1.0 molL1的鹽酸的鹽酸2 mL30秒時開始有少量氣泡，然后產(chǎn)秒時開始有少量氣泡，然后產(chǎn)生氣泡的速率加快，最后鋁片消生氣泡的速率加快，最后鋁片消失失 2取一小片鋁片于試管中，取一小片鋁片于試管中，加入加入0.5 molL1的硫酸的硫酸2 mL55秒時開始有少量氣泡，然后產(chǎn)秒時開始有少量氣泡，然后產(chǎn)生氣泡的速率加快，最后鋁片消生氣泡的速率加快，最后鋁片消失失 3取一小片鋁片于試管中，取一小片鋁片于試管中，加入氯化銅稀溶液加入氯化銅稀溶液3分鐘左右表面產(chǎn)生少量氣泡，分鐘左右表面產(chǎn)生少量氣泡，且鋁表面析出一些紅色固體且鋁表面析出一些紅色固體 4取一小片鋁片于試

17、管中，取一小片鋁片于試管中，加入硫酸銅稀溶液加入硫酸銅稀溶液一直沒有明顯的變化一直沒有明顯的變化你認為實驗你認為實驗1、2中鹽酸和硫酸的濃度分別為中鹽酸和硫酸的濃度分別為1.0 molL1、0.5 molL1的原因是的原因是 . 保持兩溶液中氫離子濃度相同，保持兩溶液中氫離子濃度相同，探究氯離子和硫酸根離子對反應的影響。探究氯離子和硫酸根離子對反應的影響?！咀晕覚z測】【自我檢測】1（2014年廣州市調(diào)研測試題年廣州市調(diào)研測試題33節(jié)選）某研究小組為了節(jié)選）某研究小組為了研究不同條件下金屬鋁粉在過量稀硫酸中的溶解性能，研究不同條件下金屬鋁粉在過量稀硫酸中的溶解性能，設計如下實驗。已知：設計如下實

18、驗。已知：c(H2SO4)=4.5 molL1，反應均，反應均需要攪拌需要攪拌60min。（1）實驗和的目的是）實驗和的目的是 。為了獲得鋁粉溶解量，為了獲得鋁粉溶解量，還需要測量的數(shù)據(jù)是還需要測量的數(shù)據(jù)是 。其它條件不變，溫度對稀其它條件不變，溫度對稀硫酸溶解鋁粉量的影響。硫酸溶解鋁粉量的影響。反應反應60min后剩余鋁粉的質(zhì)量后剩余鋁粉的質(zhì)量 （2）實驗和是為了研究硫酸的濃度對該反應的影）實驗和是為了研究硫酸的濃度對該反應的影響，則響，則t1= ，V1= mL。（3）實驗和是為了研究加入）實驗和是為了研究加入CuSO4溶液對該反應溶液對該反應的影響，則的影響，則t2= ，V2= mL。研究

19、表明，在相同條件下加入少量研究表明，在相同條件下加入少量CuSO4有利于有利于Al的的溶解。原因是溶解。原因是 。20202015少量的少量的Cu與與Al構成原電池，使反構成原電池，使反應速率加快應速率加快【自我檢測】【自我檢測】2（2010全國課標卷全國課標卷28節(jié)選）某同學在用稀硫酸與鋅制節(jié)選）某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：氣的生成速率。請回答下列問題：（5）為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影）為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列實驗。將

20、表中所給的混響，該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到合溶液分別加入到6個盛有過量個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。混合溶液混合溶液實驗實驗ABCDEF4 molL-1 H2SO4 /mL30V1V2V3V4V5飽和飽和CuSO4溶液溶液/mL00.52.55V620H2O /mLV7V8V9V10100請完成此實驗設計，其中：請完成此實驗設計，其中：V1= ，V6= ，V9= ；301017.5【自我檢測】【自我檢測】3（2014屆湛江十月調(diào)研題屆湛江十月調(diào)研題33節(jié)選

21、）節(jié)選）硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱大蘇打，照相業(yè)中用作定影劑。某興趣俗稱大蘇打，照相業(yè)中用作定影劑。某興趣小組用小組用0.20 molL1 H2SO4、0.10 molL1 Na2S2O3等等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。完成下試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。完成下面的實驗設計表：面的實驗設計表：濃度濃度催化劑催化劑【自我檢測】【自我檢測】1濃度濃度催化劑催化劑表中表中Vx = mL，理由是，理由是 。5保持溶液總體積相同，僅改變保持溶液總體積相同，僅改變S2O32的的濃度而其它物質(zhì)濃度不變。濃度而其它物質(zhì)濃度不變?！咀晕覚z測】【自我檢測】4（2015江門調(diào)研

22、）石灰石江門調(diào)研）石灰石(主要成分為主要成分為CaCO3)是重要的工是重要的工業(yè)原料。業(yè)原料。(3)為了研究在室溫條件下為了研究在室溫條件下CaCO3與鹽酸的反應與鹽酸的反應速率與速率與c(H)濃度關系，設計實驗方案濃度關系，設計實驗方案:在不同鹽酸濃度在不同鹽酸濃度下，測定生成相同體積下，測定生成相同體積CO2所需要的時間。所需要的時間。 實驗儀器任選，實驗儀器任選，所需藥品：所需藥品：2molL-1HCI溶液溶液(密度約為密度約為1 g/mL)，蒸餾水。，蒸餾水。擬定以下表格，請補充填寫實驗方案擬定以下表格，請補充填寫實驗方案(列出所選試劑體積、列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)不能用數(shù)值需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)不能用數(shù)值表示時可用字母表示表示時可用字母表示)。t/sV(CO2)/ mL1010qqt1t2【自我檢測】【自我檢測】5某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到如下信息：某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究：進行了如下探究：