初中化学中控制变量法课件.ppt

关于初中化学中控制变量法现在学习的是第1页，共20页设计实验方案比较锌和铁的金属活动性设计实验方案比较锌和铁的金属活动性将锌和铁分别放入稀盐酸中，将锌和铁分别放入稀盐酸中，锌表面产生气泡的速率比铁快锌表面产生气泡的速率比铁快讨论：金属与酸反应速率的讨论：金属与酸反应速率的影响因素还有哪些？影响因素还有哪些？将两块大小相同的锌片和铁片分别放入溶质将两块大小相同的锌片和铁片分别放入溶质质量分数相同、体积相同的稀盐酸中，看产质量分数相同、体积相同的稀盐酸中，看产生气泡的快慢生气泡的快慢活动与探究一活动与探究一现在学习的是第2页，共20页控控 制制 变变 量量 法法 当事物受到多个因素影响时，每一当事物受到多个因素影响时，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其次只改变其中的某一个因素，而控制其他的几个因素不变，从而研究被改变的他的几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后在综合解决，这种方法叫控制变量最后在综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和实验研究广泛地运用在各种科学探索和实验研究之中。之中。现在学习的是第3页，共20页科学探究的一般步骤是：科学探究的一般步骤是：（1）提出问题）提出问题（2）猜想与假设）猜想与假设（3）制定计划）制定计划（4）进行实验、收集证据）进行实验、收集证据（5）解释与结论）解释与结论（6）反思与评价等。）反思与评价等。对对 应应验证假设，由现象得到结论（控验证假设，由现象得到结论（控制变量）制变量）现在学习的是第4页，共20页在设计探究性实验时，要注意以下几条原则：在设计探究性实验时，要注意以下几条原则：n（1）科学性的原则：）科学性的原则：所设计的实验应该符合科学道理，不所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。能凭空捏造。n（2）对照性的原则：）对照性的原则：要设计一个对照性的实验，要想要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实验。验。n（3）等量性的原则：）等量性的原则：所设计的实验中的平行反应，试剂所设计的实验中的平行反应，试剂的取用应该是等量的的取用应该是等量的。n（4）单因子的变量原则：）单因子的变量原则：对某个实验的影响，会有很多对某个实验的影响，会有很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。一个因素是变量，其余几个是一样的。现在学习的是第5页，共20页 控制变量法解决化学问题的思路：控制变量法解决化学问题的思路：一：一：明确明确 探究问题探究问题二：二：寻找寻找 影响因素影响因素三：三：控制控制 其他因素其他因素四：四：改变改变 研究因素研究因素现在学习的是第6页，共20页猜想猜想操作操作现象现象结论结论金属与酸反应速率的影响因素任选其一进行探究金属与酸反应速率的影响因素任选其一进行探究药品：镁带、镁粉、铁粉、药品：镁带、镁粉、铁粉、5%的盐酸、的盐酸、10%的盐酸、的盐酸、活动与探究二活动与探究二现在学习的是第7页，共20页中考在线中考在线（11年河北中考）在一次实验课上，各小组同学在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化年河北中考）在一次实验课上，各小组同学在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳。此反应的化学方程式为碳。此反应的化学方程式为 。小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。小明将这一情况报告老师，老师鼓励他小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。小明将这一情况报告老师，老师鼓励他们对此问题共同探究。们对此问题共同探究。【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？【作出猜想】【作出猜想】不同地点石块中碳酸钙含量不同；不同地点石块中碳酸钙含量不同；所用盐酸的溶质质量分数不同；所用盐酸的溶质质量分数不同；还可能是还可能是 。【设计实验】（【设计实验】（1）验证猜想）验证猜想是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质量相是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质量相同、同、的石块，加入质量相同、的石块，加入质量相同、的稀盐酸进行实验。的稀盐酸进行实验。（2）验证猜想）验证猜想是否成立，对盐酸的要求是是否成立，对盐酸的要求是 。【拓展延伸】上述实验中，小明采用了控制变量的研究方法。用此方法探究【拓展延伸】上述实验中，小明采用了控制变量的研究方法。用此方法探究“催化剂催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”，需要控制不变的因素有（答出两点，需要控制不变的因素有（答出两点即可）即可）等。等。石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）溶质质量分数相同溶质质量分数相同 不同地点不同地点 溶质质量分数不同溶质质量分数不同温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强 现在学习的是第8页，共20页初初 中中 化化 学学 中中 控控 制制 变变 量量 法法 的的 应应 用用影影 响响 化化 学学 反反 应应 速速 率率 的的 因因 素素金金 属属 生生 锈锈 的的 条条 件件物物 质质 燃燃 烧烧 的的 条条 件件影响催化剂的催化效果的因素影响催化剂的催化效果的因素影影 响响 固固 体体 物物 质质 溶溶 解解 能力能力 的的 因因 素素现在学习的是第9页，共20页中考在线中考在线假如要进行实验假如要进行实验D，检验，检验CO2是否充满试管的操作方法是是否充满试管的操作方法是与氧气和水同时接触与氧气和水同时接触H2OCO2A F 将燃着的木条将燃着的木条伸到试管口，看木条是否熄灭伸到试管口，看木条是否熄灭（11年陕西）同学们在课本中通过年陕西）同学们在课本中通过“活动与探究活动与探究”了解了铁生锈所需要满足的条件为了解了铁生锈所需要满足的条件为 。小刚同学经过观察发现长期露置于空气中的铜表面也会被锈蚀。经查阅资料知道，。小刚同学经过观察发现长期露置于空气中的铜表面也会被锈蚀。经查阅资料知道，锈蚀物的主要成分为锈蚀物的主要成分为Cu2(OH)2CO3。他根据质量守恒定律，推测了可能与金属铜发。他根据质量守恒定律，推测了可能与金属铜发生反应生成铜锈的物质。生反应生成铜锈的物质。推测推测I:锈蚀物中的锈蚀物中的H来自空气中的来自空气中的 （填化学式，下同），而（填化学式，下同），而C来自空气中来自空气中的的 ，因此这两种物质肯定参加了反应。，因此这两种物质肯定参加了反应。推测推测II:锈蚀物中的锈蚀物中的O有多种来源，因此不能确定空气中的有多种来源，因此不能确定空气中的O2是否参加了反应。是否参加了反应。小刚同学为了验证空气中的小刚同学为了验证空气中的O2是否参加了反应，设计了如下一系列实验，你认为其是否参加了反应，设计了如下一系列实验，你认为其中必须要做的实验是中必须要做的实验是 （填实验编号）。（填实验编号）。植物油现在学习的是第10页，共20页中考在线中考在线B(11年天津年天津)图甲和图乙所示实验均可用来探究可燃物燃烧的条件。图甲和图乙所示实验均可用来探究可燃物燃烧的条件。小莹同学用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实：小莹同学用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实：不通空气时，冷水中的白磷不燃烧；不通空气时，冷水中的白磷不燃烧；通空气时，冷水中的白磷不燃烧；通空气时，冷水中的白磷不燃烧；不通空气时，热水中的白磷不燃烧；不通空气时，热水中的白磷不燃烧；通空气时，热水中的白磷燃烧。通空气时，热水中的白磷燃烧。能说明燃烧与氧气有关的组合是能说明燃烧与氧气有关的组合是 （）A.B.C.D.12342144现在学习的是第11页，共20页中考在线中考在线溶质的性质溶质的性质溶剂的性质溶剂的性质温度温度溶剂的量溶剂的量（11年苏州）年苏州）学完溶液知识后，小松回家用蔗糖、碳酸钙、植物油、水学完溶液知识后，小松回家用蔗糖、碳酸钙、植物油、水相互混合做了几个小实验。相互混合做了几个小实验。（1）在同一条件下，蔗糖易溶于水，难溶于植物油，而碳酸钙不能溶于）在同一条件下，蔗糖易溶于水，难溶于植物油，而碳酸钙不能溶于水，也不能溶于植物油。由此说明物质的溶解能力与水，也不能溶于植物油。由此说明物质的溶解能力与 和和 有关有关（2）除（）除（1）中的因素外，你认为固体物质的溶解能力还与外界条件）中的因素外，你认为固体物质的溶解能力还与外界条件 有关。有关。小松在设计实验方案验证（小松在设计实验方案验证（2）中假设时，在选择了溶质和溶剂种类）中假设时，在选择了溶质和溶剂种类的前提下，你认为在实验中还需要控制的变量有的前提下，你认为在实验中还需要控制的变量有 。溶解能力溶解能力 =溶解速度溶解速度 现在学习的是第12页，共20页（07安徽）安徽）研究性学研究性学习习小小组选择组选择“H2O2生成生成O2的快慢与什么因素有关的快慢与什么因素有关”的的课题进课题进行探究行探究,以下是他以下是他们们探究的主要探究的主要过过程程:【假【假设设】H2O2生成生成O2的快慢与催化的快慢与催化剂剂种种类类有关有关【实验实验方案】常温下，在两瓶相同体方案】常温下，在两瓶相同体积积的的H2O2溶液中分溶液中分别别加入相同加入相同质质量量MnO2和和红砖红砖粉粉,测测量各生成一瓶量各生成一瓶(相同体相同体积积)O2所需要的所需要的时间时间。【进进行行实验实验】右下】右下图图是他是他们进们进行行实验实验的装置的装置图图,气体气体发发生装置中生装置中A仪仪器名称是器名称是:,此此实验实验中中B处处宜采用的气体收集方法是宜采用的气体收集方法是:_。【实验记录实验记录】实验编实验编号号12反反应应物物6%H2O26%H2O2催化催化剂剂1g红砖红砖粉粉1gMnO2时间时间152s35s【结论结论】该该探究探究过过程得出的程得出的结论结论是是_。现在学习的是第13页，共20页【反思】【反思】H2O2在常温下分解缓慢在常温下分解缓慢,加入加入MnO2或或 红砖粉后反应明显加快红砖粉后反应明显加快,若要证明若要证明MnO2和和 红砖粉是该反应的催化剂红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的和是否改变。化学反应前后的和是否改变。H2O2生成生成O2的快慢还与哪些因素有关的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。请你帮助他们继续探究。(只要只要求提出假设和实验方案求提出假设和实验方案)【假设】【假设】_【实验方案】【实验方案】_你若还能提出新的合理的假设和实验方案你若还能提出新的合理的假设和实验方案,本题奖励本题奖励4分分(化学试卷化学试卷总分不超过总分不超过60分分)【假设】【假设】_【实验方案】实验方案】_现在学习的是第14页，共20页实实验验编编号号盐酸的质量分数盐酸的质量分数/%反应温度反应温度/铝丝消失的时间铝丝消失的时间/s32050062030063080 （08年安徽中考）年安徽中考）小明选择小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的的课题开展探究。下表是他分别用相同质量的铝丝和足量稀盐酸反应的三组实课题开展探究。下表是他分别用相同质量的铝丝和足量稀盐酸反应的三组实验数据：验数据：（1）写出铝和盐酸反应的化学方程式）写出铝和盐酸反应的化学方程式_。（2）实验）实验和和表明：该反应快慢与表明：该反应快慢与_有关。有关。（3）能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是）能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是:_和和_。（4）如果把实验）如果把实验中盐酸的质量分数改为中盐酸的质量分数改为4%，请你推出铝丝消失的时，请你推出铝丝消失的时间（用间（用t表示）取值范围表示）取值范围_。现在学习的是第15页，共20页20102010安徽安徽(7分分)小明对铁的锈蚀进行如下探究。室温时，将包有样品的滤纸小明对铁的锈蚀进行如下探究。室温时，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图。观察到量筒内水沿导管慢包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图。观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶慢进入广口瓶(净容积为净容积为146 mL)。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数时读数(此时瓶内氧气含量近似为零此时瓶内氧气含量近似为零)。记录起。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表始和最终量筒的读数以及所需时间如下表（1)1)实验实验和和说明说明NaClNaCl可以可以 加快加快”“”“减慢减慢”)”)铁锈蚀的速率。铁锈蚀的速率。(2)(2)实验开始后，广口瓶内温度有所上升，实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是说明铁的锈蚀过程是 过程。过程。(3)(3)实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质的化学式是实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质的化学式是 。(4)(4)实验实验和和是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验的样品组成。的样品组成。(5)(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是 (保留保留3 3位有效数字位有效数字)。注意：若答对第注意：若答对第(6)(6)小题将奖励小题将奖励4 4分。但化学试卷总分不超过分。但化学试卷总分不超过6060分。分。(6)(6)现仅提供：置筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包现仅提供：置筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包(内含内含1 g1 g铁粉、铁粉、O.2 gO.2 g碳、碳、1010滴水和少量滴水和少量NaCl)NaCl)，请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积含量的实验方，请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积含量的实验方案，画出实验装置示意图即可案，画出实验装置示意图即可(注明滤纸包的位置注明滤纸包的位置)。加分题加分题科学探究科学探究现在学习的是第16页，共20页（11年安徽）年安徽）为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。下探究。（1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式：加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式：_（2）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反应快，原因是应快，原因是_。（3）小芳在（）小芳在（2）实验中，还观察到有）实验中，还观察到有“灰黑色沉淀灰黑色沉淀”这一异常现这一异常现象出现。象出现。【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl3为无色透明晶体或白色为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。【提出合理假设】假设【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有：该灰黑色沉淀可能含有_ 假设假设b：该灰黑色沉淀可能含有：该灰黑色沉淀可能含有AlCl3；假设假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。小明的实验方案中未控制金属的纯度，盐酸的浓度等相关变量相同（小明的实验方案中未控制金属的纯度，盐酸的浓度等相关变量相同（1分）分）操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同（操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同（2分）分）现在学习的是第17页，共20页【设计设计并完成并完成实验实验】取灰黑色沉淀分】取灰黑色沉淀分别进别进行如下行如下实验实验。实验编实验编号号实验实验操作操作实验现实验现象象加入适量稀加入适量稀盐盐酸酸有微量气泡，固体全部溶解，得有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液到澄清溶液加入适量蒸加入适量蒸馏馏水水固体部分溶解固体部分溶解加入适量无水乙加入适量无水乙醇醇固体部分溶解固体部分溶解【得出【得出结论结论】由】由实验实验可判断假可判断假设设c_（填（填“成立成立”或或“不成立不成立”），再集合），再集合和和可得出可得出该该灰黑色沉淀的成分是灰黑色沉淀的成分是_注意：若答注意：若答对对（4）小）小题奖题奖励励4分，但化学分，但化学总总分不超分不超过过60分。分。（4）你）你认为认为中小明的中小明的实验实验能否比能否比较锌较锌和和铝铝的金属活的金属活动动性性强强弱？弱？（填（填“能能”或或“不能不能”），分），分别别从从设计设计方法和操作可行性的角度，方法和操作可行性的角度，具体具体说说明理由明理由 现在学习的是第18页，共20页（5）该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢程度外，你还能提出）该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢程度外，你还能提出新的方法来衡量该反应的快慢吗？新的方法来衡量该反应的快慢吗？方法：方法：_。（6）小明将稀盐酸换成稀硫酸继续实验，发现铝丝和稀硫酸反应）小明将稀盐酸换成稀硫酸继续实验，发现铝丝和稀硫酸反应现象不明显。现象不明显。【发现问题】为什么铝丝易与稀盐酸而难与稀硫酸反应呢？【发现问题】为什么铝丝易与稀盐酸而难与稀硫酸反应呢？【提出假设】【提出假设】Cl-的存在使酸和铝反应容易进行。的存在使酸和铝反应容易进行。【设计实验】如果你能帮助小明设计一个合理的实验来验证假设，将奖励【设计实验】如果你能帮助小明设计一个合理的实验来验证假设，将奖励4分（化学试卷总分不超过分（化学试卷总分不超过60分）：分）：_。（1）2Al+6HCl=2AlCl3+3H2(2分分)（2）温度）温度(1分分)（3）和和(1分，两空都对才给分分，两空都对才给分)（4）500t300(1分分)（5）用排水法收集一瓶氢气所需时间的多少来衡量；或通过单位时间内生成氢气的量、温度变化来衡量等）用排水法收集一瓶氢气所需时间的多少来衡量；或通过单位时间内生成氢气的量、温度变化来衡量等（其他合理答案均给分）（其他合理答案均给分）(2分分)（6）两支试管中各放有铝丝和稀硫酸，再分别加入氯化钠溶液和硫酸钠溶液）两支试管中各放有铝丝和稀硫酸，再分别加入氯化钠溶液和硫酸钠溶液(答出氯化钠给答出氯化钠给2分分)（或向放有铝（或向放有铝丝和稀硫酸的试管中加入稀盐酸。其他合理答案均给分）丝和稀硫酸的试管中加入稀盐酸。其他合理答案均给分）现在学习的是第19页，共20页感谢大家观看26.09.2022现在学习的是第20页，共20页