高考化学控制变量法实验题

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高考化学控制变量法实验题
XueDa PPTS Learning Center
教学设计方案
控制变量法实验题
当研究多个因素之间的关系时,往往先控制住其他几个因素不变,集中研究其中一个因素变化所产生的影响,这种方法叫控制变量法。

例题.(16分)甲、乙组同学分别做了以下探究实验。

(1)甲组探究Cl 2与Na 2SO 3溶液反应,实验装置如下。

①请指出该装置的不足之处、。

溶液
②Cl 2与Na 2SO 3溶液反应的离子方程式为。

③设计实验,简述实验步骤,证明洗气瓶中的Na 2SO 3已被氧化。

(2)乙组探究乙酸乙酯(沸点77.1℃)在不同温度、不同浓度NaOH 溶液中的水解速率。

取四支大小相同的试管,在试管外壁贴上体积刻度纸,按下表进行对照实验。

在两种不同温度的水浴中加热相同时间后,记录酯层的体积来确定水解反应的速率。

④请完成上表,其中V 2 V 4 V 5 。

⑤实验中,可用饱和食盐水替代蒸馏水,其优点是;但不能用饱和Na 2CO 3
溶液替代蒸馏水,其原因是。

⑥实验中,试管Ⅳ比试管Ⅱ中的酯层减少更快,其原因有:温度高速率快,还可能有。

1、Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH 和Fe 2 浓度的废水中加入H 2O 2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。

现运用该方法降解有机污染物p-CP ,探究有关因素对该降解反应速率的影响。

[实验设计]控制p-CP 的初始浓度相同,恒定实验温度在298K 或313K (其余实验条件见下表),设计如下对比试验。

(12科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO 和CO 转变成CO 2和N 2,其反应为:2NO +2CO
2CO 2+N 2。

为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应
速率。

为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,
①请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO 浓度随时间变
化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。

3、(福建卷—12题)某探究小组利用丙酮的溴代反应:
,来研究反应物浓度与反应速率的关系。

反应速率v(Br2) 通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。

在一定温度下,获得... A. 增大c(CH3COCH 3) ,v(Br2) 增大 B. 实验②和③的v(Br2) 相等 C. 增
大c(HCl),v(Br2) 增大 D. 增大c(Br2) ,v(Br2) 增大 4、(全国卷Ⅱ—27题)某温度时,在2L 密闭容器中气态物质X 和Y 反应生成气态物质Z ,它们的物质的量随时间的
变化如表所示。

……
(5) 如果该反应是放热反应。

改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z 随时间变化
CH 3COCH 3+Br 3COCH 2Br +HBr
的曲线①、②、③(如右图所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是:
①_____,②______,③ 。

5、室温下,在0.2 mol ·L -1Al 2(SO4) 3溶液中,逐
滴加入1.0 mol ·L -1NaOH 溶液,实验测得溶液PH 随NaOH 溶液体积变化曲线如下图,下列有关说法正确的是()
A .a 点时,溶液呈酸性的原因是Al 3+水解,离子方程式为Al 3++3OH -Al(OH)3
B .a→b 段,溶液的PH 增大,Al 3+浓度不变
C .b →c 段,加入的OH -主要用于生成Al(OH)3沉淀
D .d 点时,Al(OH)3沉淀
开始溶解 6、(14分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。

从胶头滴管中滴入
几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。

图1
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。

t 2时,容器中压强明显小于起
始压强,其原因是铁发生了腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向;此时,碳粉表面发生了(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式为____________。

图2 图3
(3)该小组对图2中的0 ~t 1时压强变大的原因提出如下假设。

请你完成假设二:
假设一:发生析氢腐蚀产生气体;假设二:......
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。

请你再设
计一种方案验证假设一,写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)
7、(15分)NaHSO 4可被过量KIO 3氧化,当NaHSO 3。

完全消耗时即有I 2析出。

某课题组用淀粉作指示剂,通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。

(1)写出NaHSO 3溶液与过量KIO 3溶液反应生成I 2的离子方程式:。

(2)调节反应物浓度和温度进行对比实验,记录结果如下:
(3)改变反应温度,重复实验③,得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如图
所示(“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝) 。

①在30℃下,若溶液变蓝时,I 2的物质的量为nmol ,则从反应开始至溶液变蓝,
IO 3-的平均反应速率mol ·L -1·s -1(写出表达式即可,不要化简) 。

②根据图像,请你分析温度低于50℃时,溶液变蓝所需时间与反应温度的关系:
(4)将NaHSO 3溶液与KIO 3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂) ,用速率检
测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大,一
段时间后反应速率又逐渐减小。

课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下
假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:反应生成的SO 42-对反应起催化作用,SO 42-浓度越大反应速率越快;假
设二:
;假设三:;………………
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容(反应速率可用测速仪测
8、(14分)
2- 某酸性工业废水中含有K 2Cr 2O 7。

光照下,草酸(H 2C 2O 4) 能将其中的Cr
2O 7
转化为Cr 3+。

某课题组研究发现,少量铁明矾Al 2Fe(SO4) 4. 24H 2O 即可对该反
应起催化作用。

为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25°C 下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同
的初始pH 和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

2-测得实验①和②溶液中的Cr 2O 7浓度随时间变化关系如图所示。

(2)上述反应后草酸被氧化为(填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明;实验①中o ~t 1时间段反应速率(Cr 3+)-1.min
-1 (用代数式表示) 。

(4)该课题组队铁明矾Al 2Fe(SO4) 4. 24H 2O 中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
Fe 2+起催化作用;假设一:;;
…………
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。

(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品K 2SO 4、FeSO 4、
2-K 2SO 4.Al 2(SO4) 3.24H 2O 、Al 2(SO4) 3有等。

溶液中Cr 2O 7的浓度可用仪器测定)
9、(13分)地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。

文献报道某课题组模
拟地下水脱氮过程,利用Fe 粉和KNO 3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率
的影响。

(1)实验前:①先用0.1mol ·L -1H 2SO 4洗涤Fe 粉,其目的是_________,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO 3溶液的pH 调至2.5;③为防止空气中的O 2对脱氮的
影响,应向KNO 3溶液中通入_________(写化学式)。

(2)右图表示足量Fe 粉还原上述KNO 3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH 随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。

请根据图中信息写出t 1时刻前该
反应的离子方程式_________。

t 1时刻后,该反应仍在进行,溶液中NH 4+的浓度在增大,Fe 2+的浓度却没有增大,可能的原因是_________。

(3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:溶液的pH ;
假设二:_____________;假设三:_____________;……
(4)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论。

(已知:溶液中的NO 3 -浓度可用离子色谱仪测定)
10、(2019·马鞍山三模) 已知:KI溶液在酸性条件下能被空气中O 2氧化。

某小组欲探究不同条件对该反应速率的影响。

(1)该小组设计了如下实验用表(硫酸、KI 溶液体积均为5 mL, 淀粉溶液用量相同), 请你完成下表:
(2)该反应的离子方程式为。

(3)探究外界条件对反应速率的影响时, 应该观察记录
___________________ ;
为此, 该实验中三种溶液混合的顺序不合理的是。

a. 先将KI 溶液与淀粉溶液混合, 然后再加入硫酸溶液
b. 先将KI 溶液与硫酸溶液混合, 然后再加入淀粉溶液
c. 先将硫酸溶液与淀粉溶液混合, 然后再加入KI 溶液
(4)该小组实验过程中发现, 敞口放置在空气中的KI 溶液渐呈黄色, 加入淀粉溶液后呈蓝色, 他们查阅资料知, 其反应方程式为O 2+4KI+2H2O
2I 2+4KOH。

他们对
此反应方程式有疑问:单质碘为何与KOH 共存? 经过仔细思考后, 他们根据温度、溶
液酸碱性和敞口放置等因素提出了如下假设, 请你完成假设三: 假设一:常温下, 碘与KOH 溶液不反应; 假设二:溶液碱性较弱, 碘不与KOH 溶液反应;
假设三: 。

(5)请你设计实验验证上述假设二, 完成下表中内容。

限选试剂:1 mol·L -1盐酸、1 mol·L -1KOH 溶液、碘水、淀粉溶液
答案:(1)0.1 298 (2)4H++4I-+O2
2I 2+2H2O
(3)溶液出现蓝色所需的时间 b (4)KOH可能与空气中的CO 2发生了反应 (5)
11.(2019·皖北二模) 环保部门的技术人员常用草酸测定酸性工业废水中Mn 错误!
未找到引用源。

的浓度。

某课题组研究发现:少量的摩尔氏盐
FeSO 4·(NH4) 2SO 4·6H 2O 可加快溶液紫红色的褪去。

为进一步研究有关因素对
该反应速率的影响, 探究如下:
(1)请完成以下表格(表中不要留有空格):
(2)请配平该反应的离子方程式:
(3)假如实验中的试剂均一次性加入(体积变化忽略不计),10 s末时实验①中收集到标准状况下气体3.36 mL, 请用H 2C 2O 4表示该段时间内的反应速率:v= 。

(4)某课题组对摩尔氏盐FeSO 4·(NH4) 2SO 4·6H 2O 中起加快溶液紫红色褪去作用的成分提出如下假设, 请你完成假设二和假设三:
假设一:N错误!未找到引用源。

起还原作用或起催化剂作用。

假设二: 。

假设三: 。

(5)请你设计实验验证上述假设一是否成立, 完成下表中的
内容。

答案:(1)探究温度对反应速率的影响 4.0 mL (2)2 5 6 H + 2 8 10 (3)0.00 125 mol·L -1·s -1
(4)Fe2+起还原作用或Fe 2+起催化剂作用 S 错误!未找到引用源。

起催化剂作用
(5)然后通入适量的氨气, 观察若样品颜色无变化, 说明假设一不正确; 反之, 正确(若其他答案合理也可)
答案
2+-1
1、
22-1
2、
①Ⅱ:280 ;1.20×10-3 ;5.80×10-3 Ⅲ:1.20×10-3 ;5.80×10-3
(6)
3、D
4、由题目所给图象可知,在曲线①中,平衡时Z 的物质的量小于原平衡的物质的量,在控
制其它条件不变的情况下,说明平衡逆向移动,条件为升高温度;在曲线②中,平衡
时Z 的物质的量与原平衡相同,且速率加快,条件为加入催化剂;在曲线③中,平衡时Z
的物质的量大于原平衡的物质的量,说明在控制其它条件不变的情况下,平衡移动正向进行,且速率加快,所以为加压曲线。

5、C 【解析】A 、Al 3+水解的离子方程式为Al 3++3H2O
Al(OH)3+3H+,A 错误;B 、a→b
段,溶液的PH 增大,说明c (OH -) 增大,所以Al 3+会生成Al(OH)3,即Al 3+浓度降低,B 错误;C 、根据上述分析可知C 正确;D 、d 点溶液的PH 大于10,所以
Al(OH)3已全部溶解,D 错误。

6、(1)
(2)吸氧 O 2+4e =2H2O )
(3)放热反应,温度升高(4)
-
还原 2H 2O+O2+4e =4OH(或4H ++

-
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)
①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)②通入氩气排净瓶内空气;
③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe 2+等)。

7、(1)2IO 3+5HSO3=5SO4+I2+3H+H2O (2分)(2)15(1分) 30(1分)(3)①
2n 40⨯10⨯65
-3


2-
+
(2分)
②温度低于30℃时,温度越高,溶液变蓝所需时间越短;温度高于30℃时,温度越高,溶
液变蓝所需时间越长(1分。

本小题具有开放性,答案合理都给分)(4)反应生成
的H 对反应起催化作用,H 浓度越大反应速率越快;反应生成的I 2对反应起催化作用,I 2浓度越大反应速率越快;
或该反应是放热反应,温度升高导致反应速率加快(各2分。

本小题具有开放性,答
案合理都给分)
8、【答案】(1)20 20 (2)CO 2 (3)PH 越大,反应的速率越慢
+
+
c 0-c 1c -c 1
***(20) t 1t 1
(4)Al 3+起催化作用;Fe 2+和Al 3+起催化作用
(5)取PH=5的废水60ml ,加入10ml 草酸和30ml 蒸馏水,滴加几滴FeSO 4,测
定反应所需时间****
预期现象与结论:与②对比,如果速率明显加快,故起催化作用的为Fe 2+ (5)
(各2分。

本小题具有开放性,答案合理都给分) 9、。

相关文档
最新文档