2025版高一化學(xué)必修第二冊(cè)（含不定項(xiàng)選擇）微專(zhuān)題(二) 變量控制法

微專(zhuān)題(二)變量控制法核心要點(diǎn)·歸納1.常見(jiàn)考查形式(1)以表格的形式給出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù)的變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(2)給出影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾種因素,讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析各因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.解題策略常見(jiàn)變量外界因素主要有濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑、固體表面積等確定變量根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究某個(gè)變量對(duì)反應(yīng)速率的影響,需要控制其他外界因素不變,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)定多變一探究時(shí),先確定一種變量,保證其他外界因素不變,看這個(gè)變量與探究的問(wèn)題之間存在什么關(guān)系,這樣依次進(jìn)行,從而得出每種因素改變的影響結(jié)論數(shù)據(jù)統(tǒng)一要注意控制數(shù)據(jù),使變量統(tǒng)一,才能得出正確結(jié)論學(xué)力診斷·測(cè)評(píng)1.(雙選)某課外興趣小組利用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)與稀硫酸反應(yīng)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O),設(shè)計(jì)了如表所示的一系列實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是()實(shí)驗(yàn)序號(hào)反應(yīng)溫度(℃)Na2S2O3稀硫酸H2OV/mLc/(mol·L-1)V/mLc/(mol·L-1)V/mL12010.00.1010.00.500240V10.10V20.50V3320V40.104.00.50V5A.設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的基本原理為變量控制法B.實(shí)驗(yàn)1和2可探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響C.若用實(shí)驗(yàn)1和3探究稀硫酸濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響,則需V4=10,V5=0D.將水更換為Na2SO4溶液,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響【解析】選C、D。從表中數(shù)據(jù)看,實(shí)驗(yàn)1、2應(yīng)為探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)1、3應(yīng)為探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,所以設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的基本原理為變量控制法,A正確;實(shí)驗(yàn)1和2的溫度不同,則各物質(zhì)的濃度必須分別相同,所以可探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,B正確;實(shí)驗(yàn)1、3的溫度相同,應(yīng)為探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,若用實(shí)驗(yàn)1和3探究稀硫酸濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響,則需V4=10.0,V5=6.0,C錯(cuò)誤;因?yàn)镹a2SO4對(duì)反應(yīng)速率不產(chǎn)生影響,所以將水更換為Na2SO4溶液,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響,D錯(cuò)誤。[解題思路]變量控制法的一般步驟[注意事項(xiàng)]運(yùn)用變量控制法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要(1)明確探究過(guò)程中的影響因素都有哪些;(2)探究催化劑影響時(shí),一定確保陰離子種類(lèi)相同,如探究Cu2+、Fe3+對(duì)H2O2的催化效果,應(yīng)選擇CuCl2、FeCl3。2.等質(zhì)量的鐵與過(guò)量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得在不同時(shí)間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖所示,根據(jù)圖示分析實(shí)驗(yàn)條件,下列說(shuō)法不正確的是()組別對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)c(HCl)/mol·L-1反應(yīng)溫度/℃鐵的狀態(tài)1a—30粉末狀2b—30粉末狀3c2.5—塊狀4d2.530塊狀A(yù).第4組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率最慢B.第1組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度大于2.5mol·L-1C.第2組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度等于2.5mol·L-1D.第3組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)溫度低于30℃【解析】選D。由圖像可知,1、2、3、4四組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氫氣一樣多,只是反應(yīng)速率有快慢之分。第4組實(shí)驗(yàn),反應(yīng)所用時(shí)間最長(zhǎng),故反應(yīng)速率最慢,A正確;第1組實(shí)驗(yàn),反應(yīng)所用時(shí)間最短,故反應(yīng)速率最快,根據(jù)變量控制法原則知鹽酸濃度應(yīng)大于2.5mol·L-1,B正確;第2組實(shí)驗(yàn),鐵是粉末狀,與3、4組塊狀鐵相區(qū)別,根據(jù)變量控制法原則知鹽酸的濃度應(yīng)等于2.5mol·L-1,C正確;由3、4組實(shí)驗(yàn)并結(jié)合圖像知第3組實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度應(yīng)高于30℃,D錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案探究影響鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的因素,有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:序號(hào)純鋅粉/g2.0mol·L-1硫酸溶液/mL溫度/℃硫酸銅固體/g加入蒸餾水/mLⅠ2.050.02500Ⅱ2.040.025010.0Ⅲ2.050.0250.20Ⅳ2.050.0254.00(1)本實(shí)驗(yàn)待測(cè)數(shù)據(jù)可以是反應(yīng)結(jié)束所需要的時(shí)間(或相同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣所需要的時(shí)間),

實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ可以探究硫酸濃度對(duì)鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的影響。

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,鋅的質(zhì)量和狀態(tài)相同,硫酸的濃度不同,實(shí)驗(yàn)Ⅲ和實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入硫酸銅,Cu2+的氧化性強(qiáng)于H+,首先發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的銅附著在鋅表面,在稀硫酸溶液中構(gòu)成原電池,加快鋅失電子。但是加入的硫酸銅過(guò)多,生成的銅會(huì)覆蓋在鋅表面,阻止鋅與稀硫酸進(jìn)一步反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的速率會(huì)減慢。本實(shí)驗(yàn)待測(cè)數(shù)據(jù)可以是“反應(yīng)結(jié)束所需要的時(shí)間”或“相同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣所需要的時(shí)間”,實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ可以探究“硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響”。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅲ和實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是探究硫酸銅的質(zhì)量對(duì)反應(yīng)速率的影