2025版高一化學必修第二冊（含不定項選擇）微專題(二) 變量控制法

微專題(二)變量控制法核心要點·歸納1.常見考查形式(1)以表格的形式給出多組實驗數據,讓學生找出每組數據的變化對化學反應速率的影響。(2)給出影響化學反應速率的幾種因素,讓學生設計實驗分析各因素對化學反應速率的影響。2.解題策略常見變量外界因素主要有濃度、壓強、溫度、催化劑、固體表面積等確定變量根據實驗目的,研究某個變量對反應速率的影響,需要控制其他外界因素不變,再進行實驗定多變一探究時,先確定一種變量,保證其他外界因素不變,看這個變量與探究的問題之間存在什么關系,這樣依次進行,從而得出每種因素改變的影響結論數據統(tǒng)一要注意控制數據,使變量統(tǒng)一,才能得出正確結論學力診斷·測評1.(雙選)某課外興趣小組利用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)與稀硫酸反應探究影響化學反應速率的因素(反應的化學方程式為Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O),設計了如表所示的一系列實驗。下列說法不正確的是()實驗序號反應溫度(℃)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.設計該實驗的基本原理為變量控制法B.實驗1和2可探究溫度對反應速率的影響C.若用實驗1和3探究稀硫酸濃度對該反應速率的影響,則需V4=10,V5=0D.將水更換為Na2SO4溶液,對實驗結果有影響【解析】選C、D。從表中數據看,實驗1、2應為探究溫度對反應速率的影響,實驗1、3應為探究濃度對反應速率的影響,所以設計該實驗的基本原理為變量控制法,A正確;實驗1和2的溫度不同,則各物質的濃度必須分別相同,所以可探究溫度對反應速率的影響,B正確;實驗1、3的溫度相同,應為探究濃度對反應速率的影響,若用實驗1和3探究稀硫酸濃度對該反應速率的影響,則需V4=10.0,V5=6.0,C錯誤;因為Na2SO4對反應速率不產生影響,所以將水更換為Na2SO4溶液,對實驗結果無影響,D錯誤。[解題思路]變量控制法的一般步驟[注意事項]運用變量控制法設計實驗時一定要(1)明確探究過程中的影響因素都有哪些;(2)探究催化劑影響時,一定確保陰離子種類相同,如探究Cu2+、Fe3+對H2O2的催化效果,應選擇CuCl2、FeCl3。2.等質量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應,測得在不同時間(t)內產生氣體體積(V)的數據如圖所示,根據圖示分析實驗條件,下列說法不正確的是()組別對應曲線c(HCl)/mol·L-1反應溫度/℃鐵的狀態(tài)1a—30粉末狀2b—30粉末狀3c2.5—塊狀4d2.530塊狀A.第4組實驗的反應速率最慢B.第1組實驗中鹽酸的濃度大于2.5mol·L-1C.第2組實驗中鹽酸的濃度等于2.5mol·L-1D.第3組實驗的反應溫度低于30℃【解析】選D。由圖像可知,1、2、3、4四組實驗產生的氫氣一樣多,只是反應速率有快慢之分。第4組實驗,反應所用時間最長,故反應速率最慢,A正確;第1組實驗,反應所用時間最短,故反應速率最快,根據變量控制法原則知鹽酸濃度應大于2.5mol·L-1,B正確;第2組實驗,鐵是粉末狀,與3、4組塊狀鐵相區(qū)別,根據變量控制法原則知鹽酸的濃度應等于2.5mol·L-1,C正確;由3、4組實驗并結合圖像知第3組實驗中反應溫度應高于30℃,D錯誤?！狙a償訓練】某同學設計如下實驗方案探究影響鋅與稀硫酸反應速率的因素,有關數據如表所示:序號純鋅粉/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)本實驗待測數據可以是反應結束所需要的時間(或相同條件下產生等體積的氫氣所需要的時間),

實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究硫酸濃度對鋅與稀硫酸反應速率的影響。

【解析】(1)實驗Ⅰ和實驗Ⅱ中,鋅的質量和狀態(tài)相同,硫酸的濃度不同,實驗Ⅲ和實驗Ⅳ中加入硫酸銅,Cu2+的氧化性強于H+,首先發(fā)生反應Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的銅附著在鋅表面,在稀硫酸溶液中構成原電池,加快鋅失電子。但是加入的硫酸銅過多,生成的銅會覆蓋在鋅表面,阻止鋅與稀硫酸進一步反應,產生氫氣的速率會減慢。本實驗待測數據可以是“反應結束所需要的時間”或“相同條件下產生等體積的氫氣所需要的時間”,實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究“硫酸的濃度對反應速率的影響”。(2)實驗Ⅲ和實驗Ⅳ的目的是探究硫酸銅的質量對反應速率的影