初中化学中控制变量法讲解

活动与探究一
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， 锌表面产生气泡的速率比铁快
将两讨块论大：小金相属同与的酸锌反片应和速铁率片的分别放 入 盐溶 酸影质 中响质 ，因量看素分产还数生有相气哪同泡些、的？体快积慢相同的稀
控制变量法
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 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， 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， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泛地运用在各种科学探索和实验研究 之中。
实验。 （2）验证猜想②是否成立，对盐酸的要求是 溶质质量分数不同 。
【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（答出两点即可温）度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强
等。
初中化学中控制变量法的应用
影响化学反应速率的因素 金属生锈的条件 物质燃烧的条件 影 响 固 体 物 质 溶 解 能力 的 因 素 影响催化剂的催化效果的因素
溶解能力 ==== 溶解速度
（07安徽）研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因 素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程: 【假设】 H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关 【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相 同质量MnO2和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时 间。 【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,气体发生装置中A 仪器名称是:,此实验中B处宜采用的气体收集方法是:________。 【实验记录】
中考在线
（11年陕西）同学们在课本中通过“活动与探究”了解了铁生锈所需要满足的条件 为 与氧气和水同时接触 。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Cu2(OH)2CO3。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。
推测I:锈蚀物中的H来自空气中的 H2O （填化学式，下同），而C来自空气
将燃着的木条
中考在线
(11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。
小莹同学用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实：
① 不通空气时，冷水中的白磷不燃烧；
② 通空气时，冷水中的白磷不燃烧；
③ 不通空气时，热水中的白磷不燃烧；
④ 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 A. 1 2 B. 3 4 C. 2 4
师，老师鼓励他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？
【作出猜想】①不同地点石块中碳酸钙含量不同；
②所用盐酸的溶质质量分数不同；
③还可能是 石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）。
【设计实验】（1）验证猜想①是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质 量相同、不同地点 的石块，加入质量相同、 溶质质量分数相同 的稀盐酸进行
中的 CO2
，因此这两种物质肯定参加了反应。
推测II:锈蚀物中的O有多种来源，因此不能确定空气中的O2是否参加了反应。
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 中必须要做的实验是 A F （填实验编号）。
植物油
假如要进行实验D，检验CO2是否充满试管的操作方法是 伸到试管口，看木条是否熄灭
________________________________________________ 【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4分(化学试 卷总分不超过60分) 【假设】
科学探究的一般步骤是：
（1）提出问题
验证假设，由现象得到结论（控 制变量）
（2）猜想与假设
（3）制定计划
对
（4）进行实验、收集证据 应
（5）解释与结论
（6）反思与评价等。
在设计探究性实验时，要注意以下几条原则：
（1）科学性的原则：所设计的实验应该符合科学道 理，不能凭空捏造。
（2）对照性的原则：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 的实验。
（3）等量性的原则：所设计的实验中的平行反应， 试剂的取用应该是等量的。
（4）单因子的变量原则：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，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。
控制变量法解决化学问题的思路：
一：明确 探究问题 二：寻找 影响因素 三：控制 其他因素 四：改变 研究因素
（ B）
D. 1 4
中考在线
（11年苏州） 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。
（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 水，也不能溶于植物油。由此说明物质的溶解能力与 溶质的性质 和 溶剂的性质 有关
（2）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 温度 有关。 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 的前提下，你认为在实验中还需要控制的变量有 溶剂的量 。
实验编号 反应物 催化剂 时间
1
6% H2O2 1g 红砖粉 152 s
2
6% H2O2 1g MnO2 35 s
【结论】该探究过程得出的结论是 _______________________________________________。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或 红砖粉后反应 明显加快,若要证明MnO2和 红砖粉是该反应的催化剂,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。 H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。 (只要求提出假设和实验方案) 【假设】
活动与探究二
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、5%的盐酸、10%的盐酸、
猜想
操作
现象
结论
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