化学实验探究专题-控制单一变量(西安高新一中 王亚丽)1
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_____表_面__积__越反大应速率越快，能表明同一规律的实验还有 ___1_和_2___（填实验序号）；
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
序号
金属 质量
1 0.10 2 0.10 3 0.10 4 0.10 5 0.10 6 0.10 7 0.10 8 0.10 9 0.10
（3） Ag2SO4
（4）升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的 比表面积等
（5）①30 10 17.5 ②灰黑 暗红 ③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积 在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积
《高考理科试题分析》 （2008年·课程标准实验版）
率下降的主要原因 当加入一定量的CuSO4 后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降
低了Zn与溶液的接触面积
。
【答案】
（1） Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池， 加快了氢气产生的速率
实验 混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1 H2SO4 /mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL
0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
V9 V10 10
0
①请完成此实验设计，其中：V 1= ，V 6= ， V 9= ；
②反应一段时间后，实验A中的金属呈
色，实验E中的
金属呈
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL
0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
V9 V10 10
0
A中没有铜析出，看到 的是金属Zn的颜色。
E中析出的Cu覆盖在Zn的 表面，看到的是铜的颜色。
②反应一段时间后，实验A中的金属 呈 灰黑 色，实验E中的金属呈 暗红 色；
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 ___________________________ （填实验序号） （3）本实验中影响反应速率的其他因素还有_______，其实 验序号是____________。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约 15 ℃）相近，推测其原因： _________________________________。
施有__升__高__反__应__温__度__、__适__当__增__加__硫__酸__的__浓__度_____ （答两种）；
增加锌粒的表面积 ……
（5）探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响
控制单一变量 H2SO4溶液体积均为30mL
实验 混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1 H2SO4 /mL 30
序号
金属 质量
1 0.10 2 0.10 3 0.10 4 0.10 5 0.10 6 0.10 7 0.10 8 0.10 9 0.10
金属 状态
丝 粉末
丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝
c(H2SO4) /mol/L
0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1
V(H2SO4) 溶液温度/℃
控制单一变量
1．2011全国《考试说明》（理科·课程标准实验版） 第215页【题型示例】例10 (07-海南-17) 2．2010-宁夏-28．
09-宁夏- 10．（略） 09-福建-12． （略）
1.07-海南-17
2012全国《考试说明》（理科·课程标准实验版）教育部 考试中心 高等教育出版社 第216页【题型示例】例10
1.0
7 0.10 丝
1.0
8 0.10 丝
1.1
9 0.10 丝
1.1
50
20 34 500
50
20 35 50
50
20 36 250
50
20 35 200
50
20 36 25
50
20 35 125
50
35 50 50
50
20 34 100
50
30 44 40
分析上述数据，回答下列问题： （1）实验4和5表明，_______________对反应速率有影响， __________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有 ________（填实验序号）；
题目展示了一种化学反应速率及 其影响因素的实验方案，共9组实验 及相应的数据，其中影响反应速率的 主要有金属与稀硫酸（影响反应速率 的内因）、温度、浓度和反应物的状 态（影响反应速率的外因），实验结 果主要是纪录金属消失的时间以及反 应前后溶液的温度。
题目要求： 1、分析实验中涉及的影响化学 反应速率因素，并根据纪录的 数据得出有关的结论； 2、进一步对实验结果进行分析。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约
15 ℃）相近，推测其原因： 因__为__所_有__反__应_中__，__金_属__质__量_和__硫__酸_溶__液__体_积__均_。相等， 且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值
相近。
2011年 《考试说明》（理科·课程标准实验版）教育 部考试中心 高等教育出版社第216页
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
溶液温度/℃ 金属
序 金属 金属 c(H2SO4) V(H2SO4) 反应 反应 消失
号 质量 状态 /mol/L
/mL
前 后 的时
间/S
1 0.10 丝
0.5
2 0.10 粉末 0.5
3 0.10 丝
0.7
4 0.10 丝
0.8
5 0.10 粉末 0.8
6 0.10 丝
验序号是_6_和__7__；__8_和_9__。
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
序号
金属 质量
1 0.10 2 0.10 3 0.10 4 0.10 5 0.10 6 0.10 7 0.10 8 0.10 9 0.10
金属 状态
丝 粉末
丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝
c(H2SO4) /mol/L
44
金属消失 的时间/S
500 50 250 200 25 125 50 100 40
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 ___1_、__3_、_4_、__6_、_8_；_____2_、_5______ （填实验序号） （3）本实验中影响反应速率的其他因素还有_反__应_温__度_，其实
《高考理科试题分析》 （2008年·课程标准实验版） 教育部考试中心 高等教育出版社 第226页
《高考理科试题分析》 （2008年·课程标准实验版）
教育部考试中心 高等教育出版社 第227页
掌握控制单一变量的方法
2.2010-陕西-28．
突出了对实验设计能力和实验探究能力的考查
第28题充分突出了化学学科实验与理论紧密结合的特 点，以稀硫酸与锌反应的实验为背景，考查发生反应 的化学方程式、能加快氢气生成速率的原因及可采取 的措施，充分体现了试题的基础性；在研究硫酸铜的 量对氢气生成速率的影响时，考查了考生运用控制单 一变量的方法，对图表中数据进行分析、完成实验设 计的能力。这样命题，对考生通过体验探究（硫酸铜 的量对氢气生成速率快慢的影响）的过程，进一步理 解科学探究的意义， 学习科学探究的基本方法，重视 实验数据的分析和处理，提高科学探究能力，有良好 的导向，是一道难得的好题。
金属 状态
丝 粉末
丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝
c(H2SO4) /mol/L
0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1
V(H2SO4) 溶液温度/℃
/mL
反应前 反应后
50
20
34
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
35
50
50
20
34
50
30
色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生 成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定 量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下
降的主要原因
。
某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量
硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有
_Z_n__+__H_2_S_O__4___Z_n_S_O__4_+__H__2____Z_n__+__C_u_S_O__4___Z_n_S_O__4__+_C__u_；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是
CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池， __加__快__了__氢__气__产__生__的__速__率___________________________；
0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1
V(H2SO4) 溶液温度/℃
/mL
反应前 反应后
50
20
34
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
35
50
50
20
34
50
30
44
金属消失 的时间/S
500 50 250 200 25 125 50 100 40
（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等
4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是
Ag与Zn形成 Ag/Zn微电池
A__g_2_S_O__4_；
Zn只能与在金属活动性顺序表中排在Zn后面的金 属的盐溶液反应，将其从盐溶液中置换出来。
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措
（1）化学实验探究专题《举例》
了解科学探究的基本过程，学习运用 以实验和推理为基础的科学探究方法。认 识化学是以实验为基础的一门科学。
中学阶段对实验探究的基本要求是 改变某一个变量，而控制其他变量尽量 相同，从而通过实验观察这一变化量对 实验结果的影响，这是一般观察与科学 实验的区别，大家要予以重视。
分析溶液中发生的反应是关键
实验 混合溶液
ABCDE F
4mol·L-1 H2SO4 /mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL 0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
பைடு நூலகம்V9
V10 10
0
③该同学最后得出的结论为：当加入少量
CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。 但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成 氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
溶液温度/℃ 金属
序 金属 金属 c(H2SO4) V(H2SO4) 反应 反应 消失
号 质量 状态 /mol/L
/mL
前 后 的时
间/S
1 0.10 丝
0.5
2 0.10 粉末 0.5
3 0.10 丝
0.7
4 0.10 丝
0.8
5 0.10 粉末 0.8
6 0.10 丝
1.0
7 0.10 丝
1.0
8 0.10 丝
1.1
9 0.10 丝
1.1
50
20 34 500
50
20 35 50
50
20 36 250
50
20 35 200
50
20 36 25
50
20 35 125
50
35 50 50
50
20 34 100
50
30 44 40
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
28.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入 少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有____； （2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是___； （3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等 4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是____； （4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措 施有____（答两种）； （5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响， 该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加 入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获 得相同体积的气体所需时间。
/mL
反应前 反应后
50
20
34
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
35
50
50
20
34
50
30
44
金属消失 的时间/S
500 50 250 200 25 125 50 100 40
分析上述数据，回答下列问题： （1）实验4和5表明，固__体_反__应_物__的__表_面__积__对反应速率有影响，
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL 0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
V9 V10 10
0
17.5mL
10mL
①请完成此实验设计，其中： CuSO4溶液体积均为20mL
V 1= 30 ，V 6= 10 ， V 9= 17.5 ；
实验 混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1 H2SO4 /mL 30
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
序号
金属 质量
1 0.10 2 0.10 3 0.10 4 0.10 5 0.10 6 0.10 7 0.10 8 0.10 9 0.10
（3） Ag2SO4
（4）升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的 比表面积等
（5）①30 10 17.5 ②灰黑 暗红 ③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积 在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积
《高考理科试题分析》 （2008年·课程标准实验版）
率下降的主要原因 当加入一定量的CuSO4 后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降
低了Zn与溶液的接触面积
。
【答案】
（1） Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池， 加快了氢气产生的速率
实验 混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1 H2SO4 /mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL
0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
V9 V10 10
0
①请完成此实验设计，其中：V 1= ，V 6= ， V 9= ；
②反应一段时间后，实验A中的金属呈
色，实验E中的
金属呈
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL
0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
V9 V10 10
0
A中没有铜析出，看到 的是金属Zn的颜色。
E中析出的Cu覆盖在Zn的 表面，看到的是铜的颜色。
②反应一段时间后，实验A中的金属 呈 灰黑 色，实验E中的金属呈 暗红 色；
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 ___________________________ （填实验序号） （3）本实验中影响反应速率的其他因素还有_______，其实 验序号是____________。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约 15 ℃）相近，推测其原因： _________________________________。
施有__升__高__反__应__温__度__、__适__当__增__加__硫__酸__的__浓__度_____ （答两种）；
增加锌粒的表面积 ……
（5）探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响
控制单一变量 H2SO4溶液体积均为30mL
实验 混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1 H2SO4 /mL 30
序号
金属 质量
1 0.10 2 0.10 3 0.10 4 0.10 5 0.10 6 0.10 7 0.10 8 0.10 9 0.10
金属 状态
丝 粉末
丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝
c(H2SO4) /mol/L
0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1
V(H2SO4) 溶液温度/℃
控制单一变量
1．2011全国《考试说明》（理科·课程标准实验版） 第215页【题型示例】例10 (07-海南-17) 2．2010-宁夏-28．
09-宁夏- 10．（略） 09-福建-12． （略）
1.07-海南-17
2012全国《考试说明》（理科·课程标准实验版）教育部 考试中心 高等教育出版社 第216页【题型示例】例10
1.0
7 0.10 丝
1.0
8 0.10 丝
1.1
9 0.10 丝
1.1
50
20 34 500
50
20 35 50
50
20 36 250
50
20 35 200
50
20 36 25
50
20 35 125
50
35 50 50
50
20 34 100
50
30 44 40
分析上述数据，回答下列问题： （1）实验4和5表明，_______________对反应速率有影响， __________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有 ________（填实验序号）；
题目展示了一种化学反应速率及 其影响因素的实验方案，共9组实验 及相应的数据，其中影响反应速率的 主要有金属与稀硫酸（影响反应速率 的内因）、温度、浓度和反应物的状 态（影响反应速率的外因），实验结 果主要是纪录金属消失的时间以及反 应前后溶液的温度。
题目要求： 1、分析实验中涉及的影响化学 反应速率因素，并根据纪录的 数据得出有关的结论； 2、进一步对实验结果进行分析。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约
15 ℃）相近，推测其原因： 因__为__所_有__反__应_中__，__金_属__质__量_和__硫__酸_溶__液__体_积__均_。相等， 且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值
相近。
2011年 《考试说明》（理科·课程标准实验版）教育 部考试中心 高等教育出版社第216页
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
溶液温度/℃ 金属
序 金属 金属 c(H2SO4) V(H2SO4) 反应 反应 消失
号 质量 状态 /mol/L
/mL
前 后 的时
间/S
1 0.10 丝
0.5
2 0.10 粉末 0.5
3 0.10 丝
0.7
4 0.10 丝
0.8
5 0.10 粉末 0.8
6 0.10 丝
验序号是_6_和__7__；__8_和_9__。
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
序号
金属 质量
1 0.10 2 0.10 3 0.10 4 0.10 5 0.10 6 0.10 7 0.10 8 0.10 9 0.10
金属 状态
丝 粉末
丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝
c(H2SO4) /mol/L
44
金属消失 的时间/S
500 50 250 200 25 125 50 100 40
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 ___1_、__3_、_4_、__6_、_8_；_____2_、_5______ （填实验序号） （3）本实验中影响反应速率的其他因素还有_反__应_温__度_，其实
《高考理科试题分析》 （2008年·课程标准实验版） 教育部考试中心 高等教育出版社 第226页
《高考理科试题分析》 （2008年·课程标准实验版）
教育部考试中心 高等教育出版社 第227页
掌握控制单一变量的方法
2.2010-陕西-28．
突出了对实验设计能力和实验探究能力的考查
第28题充分突出了化学学科实验与理论紧密结合的特 点，以稀硫酸与锌反应的实验为背景，考查发生反应 的化学方程式、能加快氢气生成速率的原因及可采取 的措施，充分体现了试题的基础性；在研究硫酸铜的 量对氢气生成速率的影响时，考查了考生运用控制单 一变量的方法，对图表中数据进行分析、完成实验设 计的能力。这样命题，对考生通过体验探究（硫酸铜 的量对氢气生成速率快慢的影响）的过程，进一步理 解科学探究的意义， 学习科学探究的基本方法，重视 实验数据的分析和处理，提高科学探究能力，有良好 的导向，是一道难得的好题。
金属 状态
丝 粉末
丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝
c(H2SO4) /mol/L
0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1
V(H2SO4) 溶液温度/℃
/mL
反应前 反应后
50
20
34
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
35
50
50
20
34
50
30
色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生 成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定 量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下
降的主要原因
。
某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量
硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有
_Z_n__+__H_2_S_O__4___Z_n_S_O__4_+__H__2____Z_n__+__C_u_S_O__4___Z_n_S_O__4__+_C__u_；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是
CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池， __加__快__了__氢__气__产__生__的__速__率___________________________；
0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1
V(H2SO4) 溶液温度/℃
/mL
反应前 反应后
50
20
34
50
20
35
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20
36
50
20
35
50
20
36
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20
35
50
35
50
50
20
34
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30
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金属消失 的时间/S
500 50 250 200 25 125 50 100 40
（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等
4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是
Ag与Zn形成 Ag/Zn微电池
A__g_2_S_O__4_；
Zn只能与在金属活动性顺序表中排在Zn后面的金 属的盐溶液反应，将其从盐溶液中置换出来。
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措
（1）化学实验探究专题《举例》
了解科学探究的基本过程，学习运用 以实验和推理为基础的科学探究方法。认 识化学是以实验为基础的一门科学。
中学阶段对实验探究的基本要求是 改变某一个变量，而控制其他变量尽量 相同，从而通过实验观察这一变化量对 实验结果的影响，这是一般观察与科学 实验的区别，大家要予以重视。
分析溶液中发生的反应是关键
实验 混合溶液
ABCDE F
4mol·L-1 H2SO4 /mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL 0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
பைடு நூலகம்V9
V10 10
0
③该同学最后得出的结论为：当加入少量
CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。 但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成 氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
溶液温度/℃ 金属
序 金属 金属 c(H2SO4) V(H2SO4) 反应 反应 消失
号 质量 状态 /mol/L
/mL
前 后 的时
间/S
1 0.10 丝
0.5
2 0.10 粉末 0.5
3 0.10 丝
0.7
4 0.10 丝
0.8
5 0.10 粉末 0.8
6 0.10 丝
1.0
7 0.10 丝
1.0
8 0.10 丝
1.1
9 0.10 丝
1.1
50
20 34 500
50
20 35 50
50
20 36 250
50
20 35 200
50
20 36 25
50
20 35 125
50
35 50 50
50
20 34 100
50
30 44 40
07-海南-17. 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
28.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入 少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有____； （2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是___； （3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等 4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是____； （4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措 施有____（答两种）； （5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响， 该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加 入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获 得相同体积的气体所需时间。
/mL
反应前 反应后
50
20
34
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
20
36
50
20
35
50
35
50
50
20
34
50
30
44
金属消失 的时间/S
500 50 250 200 25 125 50 100 40
分析上述数据，回答下列问题： （1）实验4和5表明，固__体_反__应_物__的__表_面__积__对反应速率有影响，
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液 /mL 0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O /mL
V7
V8
V9 V10 10
0
17.5mL
10mL
①请完成此实验设计，其中： CuSO4溶液体积均为20mL
V 1= 30 ，V 6= 10 ， V 9= 17.5 ；
实验 混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1 H2SO4 /mL 30