控制变量思想在化学实验探究题中的应用教案
控制变量思想在化学习题解答中的应用
控制变量思想在化学习题解答中的应用姚明站(江苏省苏州市高新区第一中学㊀２１５００９)摘㊀要:在科学研究和问题解决中ꎬ通过控制无关变量和操纵实验变量ꎬ将众多变量与反应变量间的复杂因果关系简化为实验变量与反应变量之间的简单因果关系ꎬ从而弄清和揭示事物变化的原因和规律ꎬ使得问题得以解决.关键词:控制变量ꎻ习题解答ꎻ构建模型ꎻ高中化学中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２０)１３－００９５－０３收稿日期:２０２０－０２－０５作者简介:姚明站(１９７４.４－)ꎬ男ꎬ江苏省连云港人ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中化学教学研究.㊀㊀在科学研究和问题解决时ꎬ对影响事物变化规律的条件或因素加以人为控制ꎬ只改变某个变量(即实验变量)ꎬ而保证其它的变量(即无关变量)不变ꎬ以便在研究过程中ꎬ找到事物变化发展的规律ꎬ最终解决所研究问题的方法称为控制变量法.控制变量法的模型可用如图１来表示:图１㊀㊀一㊁化学平衡图像题解答中的应用例１㊀(２０１８ 北京高考第２７题)近年来ꎬ研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储.过程如图２所示.图２(１)反应Ⅰ:２Ｈ２ＳＯ４(ｌ) ２ＳＯ２(ｇ)＋２Ｈ２Ｏ(ｇ)＋Ｏ２(ｇ)ΔＨ１＝＋５５１ｋＪ ｍｏｌ－１反应Ⅲ:Ｓ(ｓ)＋Ｏ２(ｇ) ＳＯ２(ｇ)ΔＨ３＝－２９７ｋＪ ｍｏｌ－１反应Ⅱ的热化学方程式:.(２)对反应Ⅱꎬ在某一投料比时ꎬ两种压强下ꎬＨ２ＳＯ４在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图３所示.ｐ２ｐ１(填 > 或 < )ꎬ得出该结论的理由是.图３解析㊀根据盖斯定律写出反应２的热化学方程式为３ＳＯ２(ｇ)＋２Ｈ２Ｏ(ｇ)＝２Ｈ２ＳＯ４(ｌ)＋Ｓ(ｓ)ΔＨ＝－２５４ｋＪ ｍｏｌ－１第(２)问在此基础上ꎬ由已知图像研究压强与Ｈ２ＳＯ４物质的量分数因果关系的问题.而图像则给出了温度㊁压强两个因素对Ｈ２ＳＯ４物质的量分数的影响曲线ꎬ由控制变量法规则ꎬ可采用 定一议二 法分析解答ꎬ即控制温度(无关变量)相同时ꎬ分析压强(实验变量)与Ｈ２ＳＯ４物质５９的量分数(反应变量)的因果关系.对横坐标作辅助线(即等温线)ꎬ根据勒夏特列原理ꎬ增大压强平衡正向移动ꎬＨ２ＳＯ４物质的量分数增大可知ꎬｐ２>ｐ１.小结:分析多个因素对化学反应平衡(速率)的影响时ꎬ注意 求同存异 ꎬ确定相同的因素ꎬ研究某一因素的不同所导致的结果的变化ꎬ从而得到相应的结论.㊀㊀二㊁化学实验题解答中的应用例２㊀(２０１８ 北京高考第２７题)题干前半部分同例１.㊀(３)Ｉ－可以作为水溶液中ＳＯ２歧化反应的催化剂ꎬ可能的催化过程如下.将ⅱ补充完整.ⅰ.ＳＯ２＋４Ｉ－＋４Ｈ＋ Ｓˌ＋２Ｉ２＋２Ｈ２Ｏⅱ.Ｉ２＋２Ｈ２Ｏ＋＋＋２Ｉ－(４)探究ⅰ㊁ⅱ反应速率与ＳＯ２歧化反应速率的关系ꎬ实验见表１.分别将１８ｍＬＳＯ２饱和溶液加入到２ｍＬ下列试剂中ꎬ密闭放置观察现象.(已知:Ｉ２易溶解在ＫＩ溶液中)表１序号ＡＢＣＤ试剂组成０.４ｍｏｌ Ｌ－１ＫＩａｍｏｌ Ｌ－１ＫＩ０.２ｍｏｌ Ｌ－１Ｈ２ＳＯ４０.２ｍｏｌ Ｌ－１Ｈ２ＳＯ４０.２ｍｏｌ Ｌ－１ＫＩ０.０００２ｍｏｌＩ２实验现象溶液变黄ꎬ一段时间后出现浑浊溶液变黄ꎬ出现浑浊较Ａ快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色ꎬ变成黄色ꎬ出现浑浊较Ａ快㊀㊀①Ｂ是Ａ的对比实验ꎬ则ａ＝.②比较Ａ㊁Ｂ㊁Ｃꎬ可得出的结论是.③实验表明ꎬＳＯ２的歧化反应速率Ｄ>Ａꎬ结合ⅰ㊁ⅱ反应速率解释原因:.解析㊀第(４)问是探究ⅰ㊁ⅱ反应速率与ＳＯ２歧化反应速率的关系ꎬ而两个反应中反应物和生成物众多ꎬ也就是影响反应速率的因素众多ꎬ需要通过控制变量法ꎬ只改变其中一个条件而其它条件不变来研究.①Ｂ是Ａ的对比实验ꎬ采用控制变量法ꎬＢ比Ａ多加了０.２ｍｏｌ Ｌ－１Ｈ２ＳＯ４ꎬＡ与Ｂ中ＫＩ浓度应相等ꎬ则ａ＝０.４.②对比Ａ与Ｂꎬ加入Ｈ＋可以加快ＳＯ２歧化反应的速率ꎻ对比Ｂ与Ｃꎬ单独Ｈ＋不能催化ＳＯ２的歧化反应ꎻ比较Ａ㊁Ｂ㊁Ｃꎬ可得出的结论是:Ｉ－是ＳＯ２歧化反应的催化剂ꎬＨ＋单独存在时不具有催化作用ꎬ但Ｈ＋可以加快歧化反应速率.③对比Ｄ和ＡꎬＤ中加入ＫＩ的浓度小于ＡꎬＤ中多加了Ｉ２ꎬ反应ⅰ消耗Ｈ＋和Ｉ－ꎬ反应ⅱ中消耗Ｉ２ꎬＤ中 溶液由棕褐色很快褪色ꎬ变成黄色ꎬ出现浑浊较Ａ快 ꎬ反应速率Ｄ>Ａꎬ由此可见ꎬ反应ⅱ比反应ⅰ速率快ꎬ反应ⅱ产生Ｈ＋使ｃ(Ｈ＋)增大ꎬ从而反应ⅰ加快.小结:探究类化学实验试题的解题策略如下:(１)确定变量:解答这类题目时首先要认真审题ꎬ理清影响实验探究结果的因素有哪些.(２)定多变一:在探究时ꎬ应该先确定其他的因素不变(无关变量)ꎬ只变化一种因素(实验变量)ꎬ看这种因素与探究的问题(反应变量)存在怎样的关系ꎻ这样确定一种以后ꎬ再确定另一种ꎬ通过分析每种因素与所探究问题之间的关系ꎬ得出所有影响因素与所探究问题之间的关系.㊀(３)数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效ꎬ且变量统一ꎬ否则无法做出正确判断.证明一个问题时ꎬ为了防止干扰ꎬ一般都需要做对比试验㊁空白试验.㊀㊀三㊁平衡综合题解答中的应用化学平衡类题中ꎬ经常会遇到两个或几个平衡体系进行对比分析的试题ꎬ究其本质是几个因素对同一反应平衡移动影响的问题研究ꎬ一般是先引入 等效平衡 的概念ꎬ再利用 等效平衡 思想进行分析解决问题ꎬ但引入的新概念晦涩难懂ꎬ教的煞费苦心ꎬ学生往往不领情.笔者认为ꎬ可以从控制变量的角度借助思维导图来分析指导这类题的解答.例３㊀(２０１６ 江苏高考)一定温度下ꎬ在３个体积均为１.０Ｌ的恒容密闭容器中反应:２Ｈ２(ｇ)＋ＣＯ(ｇ) ＣＨ３ＯＨ(ｇ)达到平衡(见表２).下列说法正确的是(㊀㊀).表２容器温度/Ｋ物质的起始浓度/ｍｏｌ Ｌ－１物质的平衡浓度/ｍｏｌ Ｌ－１ｃ(Ｈ２)ｃ(ＣＯ)ｃ(ＣＨ３ＯＨ)ｃ(ＣＨ３ＯＨ)Ⅰ４０００.２００.１０００.０８０Ⅱ４０００.４００.２００Ⅲ５０００００.１００.０２５㊀㊀Ａ.该反应的正反应放热Ｂ.达到平衡时ꎬ容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大６９Ｃ.达到平衡时ꎬ容器Ⅱ中ｃ(Ｈ２)大于容器Ⅲ中ｃ(Ｈ２)的两倍Ｄ.达到平衡时ꎬ容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大解析㊀引导学生分析时绘制思维导图如图４所示.图４由Ａ㊁Ｄ两项设问可知ꎬ须对Ⅰ㊁Ⅲ两容器进行对比分析.Ⅰ与Ⅲ起始量不同且温度不同ꎬ变量较多ꎬ不能进行直接比较ꎬ可采用控制变量法进行分析对比.如图４所示ꎬ容器Ⅲ(从逆反应开始)与容器Ⅲᶄ(从正反应开始)ꎬ起始状态不同ꎬ但两者的投入量相当ꎬ可以建立完全相同的平衡体系ꎬ比较Ⅰ㊁Ⅲ就变成了比较Ⅰ和Ⅲᶄꎬ由容器Ⅰ转化为容器Ⅲᶄ只需要改变温度一个变量.因平衡时甲醇的浓度:Ⅰ>Ⅲꎬ且温度:Ⅰ<Ⅲꎬ即升高温度平衡逆向移动ꎬ该反应正向为放热反应ꎬＡ正确ꎻ当其他条件不变时ꎬ升高温度反应速率加快ꎬ达到平衡时ꎬ容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大ꎬＤ正确.同理ꎬⅠ㊁Ⅱ两容器进行对比时ꎬ温度相同ꎬ气体物质的量和压强均增大ꎬ可假想一个 中间状态 容器Ⅰᶄꎬ其体积是Ⅰ的２倍ꎬ充入起始物质亦是Ⅰ的２倍ꎬ这时Ⅰ与Ⅰᶄ达平衡时反应物转化率㊁ｃ(Ｈ２)相同ꎬ由Ⅰᶄ转化为Ⅱ只需要增大压强一个变量ꎬ平衡压强平衡正向移动ꎬ达到平衡时ꎬ容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小ꎬＢ错误ꎻⅡ与Ⅲ变量更多不能直接进行比较ꎬ若以Ⅰ作为参照控制变量即可进行比较.由Ｂ项的分析可知ꎬⅡ中ｃ(Ｈ２)小于Ⅰ中ｃ(Ｈ２)的２倍ꎬ而Ⅲ和Ⅰ对比ꎬ平衡逆向移动ꎬⅢ比Ⅰ中ｃ(Ｈ２)大ꎬ故达到平衡时ꎬ容器Ⅱ中ｃ(Ｈ２)小于容器Ⅲ中ｃ(Ｈ２)的２倍ꎬＣ错误.小结:解答此类题时可利用 等效平衡 思想ꎬ假想一个 中间状态 ꎬ以达控制变量的目的. 中间状态 的构建要利用缩放思想ꎬ该方法适用于起始投入物质的物质的量之间存在一定的倍数关系的平衡体系.它指的是将反应容器的体积扩大(或缩小)一定的倍数ꎬ使起始物质的浓度相同ꎬ则在一定条件下ꎬ可建立相同的平衡态.然后在此基础上进行加压或减压(实验变量只剩压强)ꎬ使其还原为原来的浓度ꎬ依据勒夏特列原理分析在改变压强过程中ꎬ平衡移动方向ꎬ得知相关量的变化规律.㊀㊀四㊁同分异构体数目判断中的应用例４㊀(２０１６ 新课标Ⅱ卷)分子式为Ｃ４Ｈ８Ｃｌ２的有机物共有(不含立体异构)(㊀㊀).Ａ.７种㊀㊀Ｂ.８种㊀㊀Ｃ.９种㊀㊀Ｄ.１０种解析㊀判断取代产物同分异构体数目ꎬ其分析方法是分析有机物的结构特点ꎬ确定不同位置的氢原子种数ꎬ再确定取代产物同分异构体数目.分子式为Ｃ４Ｈ８Ｃｌ２的有机物可看成是丁烷Ｃ４Ｈ１０中的２个氢原子被２个氯原子取代ꎬ涉及等效氢㊁氯原子㊁氯原子位置三个变量ꎬ如若采用控制变量思想 定多移一 ꎬ可快速有序地判断ꎬ否则极易漏写或多写.分析如下:确定二氯丁烷的同分异构体数目ꎬ可先固定一个氯原子位置ꎬ再移动另一个氯原子位置ꎬ特别需要注意不要重复 可归纳为 定一移一ꎬ莫回头 (两个取代基相同ꎬ须 莫回头 ).㊀㊀参考文献:[１]黄汶.控制变量法及其教学案例[Ｊ].教学月刊(中学版)ꎬ２００６(１０):２２－２４.[责任编辑:季春阳]７９。
控制变量法在化学探究中的应用
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铁生锈条件的探究实验：
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教材回顾：
铁生锈条件的探究
金属活动性顺序的 探究
物质燃烧条件的 探究
影响物质溶解性因 素的探究
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物质燃烧条件的探究：
改
进
实
验
沸水
沸水
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二、教材回顾：
铁生锈条件的探究
金属活动性顺序的 探究
物质燃烧条件的 探究
影响物质溶解性因 素的探究
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金属活动性顺序的探究：
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教材回顾：
铁生锈条件的探究
金属活动性顺序的 探究
物质燃烧条件的 探究
影响物质溶解性因 素的探究
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影响物质溶解性的因素的探究：
溶质 溶剂 温度 现象
结论
面粉不
探究一 不同 相同 相同 溶，蔗 溶解性与溶质的性质有关
糖溶解
探究二 相同 不同 相同
C 同溶质质量分数的稀盐酸 的速率比铁丝
中
快
Al﹥Mg Zn﹥Fe
分别将铁丝与铜丝放入相 铁丝表面产生
D 同溶质质量分数的稀盐酸 气泡，铜丝无
中
现象
Fe﹥Cu
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三、能力测试：
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成功闯关：
实验室经常用过氧化氢 溶液来制取氧气，请你自己 设计探究实验，验证过氧化 氢溶液的分解速率与何种因 素有关？
黄瓜汁原汁
130、ml滴10%管高锰中酸每钾溶滴液滴出10m等l10体%高积锰酸的钾果溶汁液
410、ml果10%汁高锰是酸原钾汁溶液 10ml10%高锰酸钾Pa溶ge液3
可行方案
黄瓜汁原汁 菠菜汁原汁
控制变量法在化学中的应用
控制变量法在化学中的应用控制变量法在化学中的应用重庆市丰都县第二中学校郑君控制变量是科学研究中的重要方法，其基本思路是：假设某个探究的实验对象可能受到A、B、C、D、E等因素的影响，为了确证其中A因素是否会对实验对象造成影响，以及可能产生怎样的影响，可以控制除A以外的B、C、D、E等因素，使之保持恒定，然后仅改变因素A一个量，通过对比在A的不同情况下（如A1、A2），观察实验对象的变化情况。
如果存在变化，则说明A因素有影响，而且可以通过具体的变化情况判断出A因素影响的实际效果，由此完成实验对象中对A因素的探究。
对其他B、C、D、E等因素的探究则依此类推。
控制变量法在化学探究实验应用极其广泛。
教师在教学中要充分利用教材资源，逐步向学生渗透控制变量研究的思想，并使学生掌握这种研究方法。
一、控制变量法在化学探究实验中的的应用下面我们以研究影响化学反应速率的因素为例来说明控制变量法在化学探究实验中如何应用。
1.确立探究对象（因变量）及其可能的影响因素（自变量）运用控制变量法首先需要明确探究的对象（因变量）和可能的影响因素（自变量）这两个要件。
确立探究对象相对容易，往往比较直接，一般就在探究的课题之中。
但确立可能影响探究对象的因素就不那么容易，这也是运用控制变量法进行探究的关键所在。
对于这个要件，我们可以在学生已有的知识或常识基础上设疑来引起思考，而后提出可能对探究对象产生影响的因素。
2.在已有条件下构思实验思路并设计具有可行性的探究方案探究反应物浓度对反速率的影响，我们可以把原教材中的实验改为探究实验。
给学生提供化学反应原理和用品，让学生自己来设计方案。
3.实施实验方案根据讨论形成的实验方案，组织学生分组完成探究实验。
观察实验现象，整理实验数据并得出结论。
探究温度对反应速率的影响可同理进行。
二、控制变量法在化学解题中的应用1.控制变量法在化学平衡图像题中的应用在某容积一定的密闭容器中，可逆反应：A（g）＋B（g）xC （g）有图Ⅰ所示的反应曲线，试判断对图Ⅱ的说法中正确的是（T 表示温度，P表示压强，C%表示C的体积分数）（）A.P3＞P4，y轴表示B的转化率B.P3＜P4，y轴表示B的体积分数C.P3＞P4，y轴表示混合气体的密度D.P3＜P4，y轴表示混合气体的平均摩尔质量根据化学平衡移动原理可知，对于气相反应，在没有加入反应物或生成物的情况下，使化学平衡发生移动，从而导致C的体积分数发生改变的因素有反应温度、反应前后气体计量数之和不等的气相反应的压强。
初中化学控制变量法教案
初中化学控制变量法教案
一、教学目标
1. 理解控制变量法在化学实验中的重要性；
2. 掌握如何正确设计和实施控制变量法实验；
3. 提高学生的实验操作能力和科学素养。
二、教学重点与难点
1. 理解控制变量法的概念和原理；
2. 掌握如何控制变量并设计合理的实验方案；
3. 提高学生的观察、记录和分析实验数据的能力。
三、教学内容
1. 控制变量法的概念和作用；
2. 控制变量法实验设计的步骤和要点；
3. 实例分析：在实验中如何控制变量。
四、教学过程
1. 导入：通过生活中的例子引导学生了解控制变量的概念和作用；
2. 概念讲解：介绍控制变量法的定义和原理；
3. 实验设计：分组讨论，学生自行设计控制变量法实验；
4. 实验操作：学生按照设计好的实验方案进行操作；
5. 数据分析：帮助学生分析实验结果，总结控制变量法的作用；
6. 总结与拓展：回顾本节课内容，提出问题引导学生思考。
五、教学方法
1. 案例分析法：通过案例让学生了解控制变量法在实验中的重要性；
2. 讨论法：鼓励学生分组讨论，学会合作设计实验方案；
3. 实验操作法：让学生亲自操作实验，提高实践能力。
六、教学评价
1. 检查学生的实验设计是否合理，是否控制了变量；
2. 观察学生的实验操作是否规范、准确；
3. 考察学生对实验结果的分析和总结能力。
七、教学反思
在教学过程中，要注重引导学生思考问题，培养其独立思考和解决问题的能力。
同时，教师要及时纠正学生的错误观念，引导学生正确认识控制变量法在化学实验中的重要作用。
控制变量法的应用(一)——探究影响反应速率的因素
控制变量法解决问题的思路：
1、明确探究问题 2、寻找影响因素
3、控制其它因素 4、改变研究因素
➢ 探究影响金属与酸反应速率的因素
实验室提供的药品和试剂： 锌粉、锌粒、铁粉、铁丝、5%盐酸、10%盐酸、5%硫酸
序 号
金属种类
金属用量 /g
酸的种类
酸的浓度
酸的用量 /mL
1
2
20
2
实验目的
➢ 实验方案设计
每分钟气泡数
①实验1～3的实验目的是 探究溶液的pH对反应速率的影响 。
➢课堂小测
例：请设计实验，验证过氧化氢溶液的分解速率与何种因素有关？
【提出问题】影响过氧化氢分解制取氧气速率的因素有哪些? 【猜想与假设】组内3位同学分别作出猜想,根据表格内容, 完成丙同学的猜想。 甲同学的猜想:与过氧化氢溶液的质量分数有关; 乙同学的猜想:与反应温度有关;
实验 比 的反应现象更明显（反应速度/燃烧更旺/产生气泡更快… ）
➢中考在线
15、（2018年福建中考） （2）实验二 探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响，
设计如下表实验方案：
实验序号 H2O2 质量分数/%
pH
1
30
5
2
30
6
3
30
11
4
15
11
5
a
11
温度/℃ 20 20 20 30 b
3.8 2.8 7.4 10.5 21.6
【实验与结论】
(1)实验 ②③ (填序号,下同)证明甲同学的猜想是正确的,实验 ①④
(2)根据表中数据可得出温度对分解过氧化氢制取氧气速率的影响
是 其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解速率。越快
初中化学_控制变量思想在实验设计中的应用教学设计学情分析教材分析课后反思
《控制变量思想在实验设计中的应用》教学设计《控制变量思想在实验设计中的应用》学情分析在生物，化学和物理的学习中，设计实验时，控制变量思想都有一定涉及，所以学生对控制变量唯一这句话很熟悉，但是应用到实际的实验设计中，分析别人的设计，自己进行设计时都体现出能力稍弱的感觉。
化学是一门以实验为基础的学科，实验能力是需要培养和内化的。
《控制变量思想在实验设计中的应用》效果分析通过本节课的学习，学生对燃烧条件、影响固体溶解性因素、金属生锈条件、金属与酸反应剧烈程度等实验的设计思路有了更清晰的认识，对控制变量思想的应用也更为熟练。
在练习题目的分析上也有进一步提升。
《控制变量思想在实验设计中的应用》教材分析本节课是初四化学复习课中关于实验探究的一节拓展课。
初三、初四教材中燃烧条件的探究、影响固体溶解性的因素、金属锈蚀条件的探究、金属与酸反应剧烈程度的比较等实验中，都用到了控制变量思想。
本节课的教学价值主要体现在进一步培养学生的学科素养，提高设计实验能力。
《控制变量思想在实验设计中的应用》评测练习1．同学们为探究不同金属的活动性强弱，设计了如下的实验方案，下列方案中实验设计、现象、结论均正确的一组是（）选项实验设计现象结论（金属的活动性）①将铝丝放入硫酸铜溶液无现象Cu＞Al②将铝丝放入硫酸镁溶液中铝丝表面有固体析出Al＞Mg③分别将锌粉与铁丝放入相同浓锌粉产生气泡的速率比铁丝快Zn＞Fe 度的稀盐酸中④分别将铁丝与铜丝放入相同浓铁丝表面产生气泡，铜丝无现象Fe＞Cu 度的稀盐酸中A．①B．②C．③D．④2．为研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响，下列实验能达到目的是（）A．用两根粗细相同的铁丝，分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验B．用两根粗细相同的铁丝，分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验C．用两根粗细不同的铁丝，分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验D．用两根粗细不同的铁丝，分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验3．在四个烧杯中各装入溶质质量分数为10%的NaOH溶液10mL，测其温度．再将6%、9%、12%、15%的盐酸各10mL分别加入上述的四个烧杯中，最后测量其温度．上述实验设计主要在研究下列哪一项关系（）A．酸的种类与中和反应快慢的关系B．酸的种类与中和反应所放热量的关系C．酸的浓度与中和反应快慢的关系D．酸的浓度与中和反应所放热量的关系4．为了探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验．下列对比实验的设计不合理的是（）选项对比实验探究影响因素A①和②反应物的接触面积B②和③温度C②和④温度D③和④反应物的接触面积5．为了探究”影响双氧水制氧气的速率”的因素，某学习小组设计了下列实验，下列说法正确的是（）实验①实验②实验③A．对比实验②和③，可研究双氧水的质量分数对反应速率的影响B．对比实验①和②，可研究双氧水的质量分数对反应速率的影响C．对比实验②和③，可研究催化剂的种类对反应速率的影响D．对比实验①和②，可研究催化剂的种类对反应速率的影响（双选）6．如图是某兴趣小组设计的四个实验装置示意图，其中能够达到实验目的是（）A．B．C．D．探究锌和铜金属活泼性探究燃烧的三个条件测定空气中氧气的含量探究铁生锈的条件7．小科发现很多物质都能在水中溶解，但溶解的速度有快有慢，她想：影响同种物质溶解速度的因素有哪些呢？小科根据生活经验以冰糖为例，提出了她的一些猜想：A．与水的温度有关B．与冰糖颗粒的大小有关C．与是否搅拌有关为了验证猜想是否正确，她设计了实验方案（实验中的烧杯完全相同），并进行了探究。
2.天津-现场说课教学设计-控制变量在实验探究中的应用-吕文慧
《控制变量在实验探究中的应用》教学设计新华中学吕文慧【学情分析】学生在经历了近一年的化学学习中，已经多次在实验设计中接触并利用到了控制变量的方法。
但是多数同学对控制变量的概念模糊，在解决实际问题时，做题方法不明确，找不准变量、思路不清晰、设计实验方案不完善。
在复习阶段，学生的知识储备已经足够的情况下，需要教师进一步的点播，归纳总结，学以致用，使得学生在学习能力上进一步提升。
【教学目标】知识与技能：在化学实验探究问题中，了解控制变量的意义，学会利用控制变量的方法确定研究因素及探究方法来分析问题。
过程与方法：培养对所学知识的迁移能力，通过阅读资料，对任务进行解读，形成对数据分析的综合能力。
情感、态度与价值观：通过小组合作学习，形成善于合作、勤于思考的科学态度；并利用所学知识解决生活中的问题。
【教学重点】能够正确分析控制变量的两种常见情况，并掌握解决这两类问题的方法。
【教学难点】确定研究因素，利用控制变量的方法设计实验【教学方法】创设情境→知识回顾→归纳总结→讲练结合→学以致用→小组合作→实验探究→能力提升→回归中考【教学过程】学生回答互动（见过或没见过）【教学反思】控制变量法是化学探究实验中的常用方法之一。
在初中化学课本中利用控制变量设计实验的地方很多，例如：探究二氧化碳的性质、铁生锈的条件、物质燃烧的条件、比较金属活动性、影响化学反应速率快慢等。
但在课本上这些实验分布零散，并没有就控制变量这种解题方法做系统的总结归纳。
因此本课设在学生复习阶段，以学生实验失误的实例引入，通过对课本实验设计方案的分析、讨论，学生自己归纳总结出两类题型，学生比较容易接受，对于培养学生建立化学解题思想也有着深远的意义。
控制变量法 优秀教案.doc
%1.教学目标1. 学会寻找影响化学实验现象的各种因素；学会利用控制变量确定研究因素及探究方法; 培养发散、分析、归纳、表达能力。
2. 在化学探究问题中，学会运用控制变量法分析问题的思路。
3. 通过合作讨论学习，培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实的科学态度。
%1.教学重点和难点1. 教学重点会用控制变量法解决化学问题2. 教学难点寻找影响因素%1.教学流程（略）%1.教学过程《控制变量法在化学探究实验问题中的运用》说课稿一、说教材（一）内容和地位化学是一门以实验为基础的自然科学，实验在化学教学中的作用是不容忽视的。
近几年化学试题中实验部分的分值逐年提升，实验题注重实验的设计和评价，特别是在探究型实验重视考查学生解决问题的思维能力、分析能力、归纳能力、表达能力。
控制变量法是化学探究实验中最常用的方法之一，这一方法可以使研究问题简单化。
在近几年的中考中经常出现控制变量法的分析、运用，鉴于其重要性，我设计了专题复习---------------------- 控制变量法在化学探究实验问题中的运用。
（二）教学目标、教学重点和难点的确定1、教学目标⑴学会寻找影响化学实验现象的各种因素；学会利用控制变量确定研究因素及探究方法；培养发散、分析、归纳、表达能力。
⑵在化学探究问题中，学会运用控制变量法分析问题的思路。
O⑶通过合作讨论学习，培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实的科学态度。
2、教学重点/用控制变''量法解决化学问题3、教学难点寻找影响因素（三）学情分析经过初二初三的物理学习，初三学生在物理学中较多的接触了控制变量法，并且有一定的基础。
而在初中化学学科，调查后发现，大多数同学举不出化学中用到控制变量的例子，即使能够举出，也说不清楚，主要存在的问题有：在化学学习中不懂如何应用、找不到变量条件、思路不清、不会分析实验结果、设计实验方案不完善等。
初中化学中用到控制变量的地方主要有：探究铁生锈的条件、物质燃烧的条件、比较金属活动性、影响固体物质溶解速度的因素、影响化学反应速率快慢等等，本节课通过各个类型的练习帮助学生解决这些问题。
控制变量法在化学探究实验中的应用
催化效率最高。
(2)B组:探究浓度对化学反应速率的影响。
甲同学:取10 mL 10%H2O2溶液,加入1g MnO2为催化剂,进行实验,记录时间t1。
乙实同验学结:果取:10tm1<Lt52%H2。O2溶液,加入1g MnO2 为催化剂,进行实验,记录时间t2。
结论:当催化剂相同时，浓度越大,反应速率越快。
(3)铁丝球②和④对比,目的是 探究氯化钠对铁生锈速率的影响 。
2.控制变量,设计对比实验是实验探究的重要方法。 实验一:区分硬水和软水。
本实验条件除了要控制所取硬、软水的体积相同外,还必
须要控制 肥皂水的量 相同 (体积或滴数)
实验二:探究人体吸入的空气与呼出的气体有什么不同。
将燃着的小木条分别插入空气样品和呼出气体的样品中,
(3)C组:探究 温度 对化学反应速率的影响。
取10 mL 5%H2O2溶液和1g MnO2为催化剂进行实验,两次实验分别将试管置于
冰水浴和50 ℃热水浴中,记录时间t3、t4,且t3>t4。
结论:当反应物浓度和催化剂相同时, 温度越高,化学反应速率越快
(4)综上所述:①为了研究某一因素对化学反应速率的影响,必
须控制外界其他因素相同
。
②探究发现影响化学反应速率的因素有 催化剂的种类、反应物浓度和温度
反馈练习
1.某课外小组的同学对探究铁生锈条件及影响因素的实验做了如下创新改进,如图所示,请 回答以下问题。
图
(1)实验中不易生锈的铁丝球是 ①和③
(填序号)。
(2)由铁丝球②和③作对照,可以得到铁生锈需要满足的条件之一是 与空气(或氧气)接。触
（2）验证猜想②是否成立，请你写出实验方案。
【得出结论】
“控制变量法”在实验探究中的应用
2022“控制变量法〞在实验探究中的应用
鉴于大家对中考物理名师指点非常关注，我们编辑小组在此为大家搜集整理了2022控制变量法在实验探究中的应用一文，供大家参考！
2022控制变量法在实验探究中的应用
控制变量法是初中物理中最常见的一种科学研究方法。
解决实验探究题时，运用控制变量法可以快速而准确地解决。
一、在实验设计题中的应用
例1. 请你设计一个探究滑动摩擦力与物体运动的速度是否有关的实验。
要求写出实验器材和实验步骤。
评析：当探究的问题为一个因素与几个因素的关系时，同时研究是非常复杂的，必须利用控制变量法。
这种方法在实验设计题中经常用到。
滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。
要探究是否与速度有关，需要控制压力和接触面的粗糙程度不变，改变物体运动的速度，观察滑动摩擦力变化的情况，从而探究出滑动摩擦力与物体运动的速度是否有关。
物体运动速度可以通过拉物体的快慢解决，物体选用木块，滑动摩擦力可以用弹簧测力计测得。
设计方案：
实验器材：弹簧测力计、细线、木块、木板。
实验步骤：(1)将木板程度放置，木块置于其上，通过细线
用弹簧测力计程度拉木块以某一速度做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数F1;(2)以再大、更大的速度重复上述实验过程，读出弹簧测力计的示数F2、F3;(3)分析实验数据F1、F2、F3，得出结论。
“控制变量研究的实验设计”教学案例及反思
“控制变量研究的实验设计”教学案例及反思摘要结合南京市全市范围内开设的一节公开课，研讨了控制变量的概念在初中化学实验设计中的实施途径，并就课堂中如何激发学生兴趣提出了建议。
关键词控制变量法情境创设实验设计初中化学复习课?オ?1 背景分析控制变量的概念在初中化学教材中并没有明确提出，但用控制变量法设计的实验一直是贯穿始终的。
学生对于相关知识点的理解和把握一般都是建立在教师的明确指引和调控之下，独立探索的空间不够，对于某些具体的对比实验中控制因素与可变因素的内涵和把握无从感受与体验，所以这部分内容一直是困扰学生的难点。
基于这样的认识，在对人教版初中化学教材中有关内容进行归纳整合后并借鉴学生平时反馈情况的基础上，笔者专门开设了一节用控制变量法来进行实验设计的复习课。
通过Falsh动画――水果的自述引入，错误方案呈现评析，回归教材，归纳总结，尝试设计等环节层层深入，在轻松愉快的环境中完成实验设计，使学生排除畏惧心理，认识到生活中处处有化学，化学中处处有生活的道理。
本节课的目的是让学生：（1）从控制变量的角度重新分析、认识教材中的许多实验设计；（2）学会正确判断对比实验中的控制因素与可变因素；（3）初步学会用控制变量的思想完成实验设计。
为此，笔者一方面借助于拓展空间的手法，将学生进一步置身于探索者、发现者的角色，引导学生在了解基本概念的基础之上，自主探究对比实验中的控制因素与可变因素，并在交流对话、合作探究中完善实验设计；另一方面又借助多媒体教学手段，将自然、社会、生物等各个领域中的相关知识有效整合进本课教学，充分放大知识点的应用，努力折射枯燥的实验设计背后所散发的独特魅力。
2 教学案例描述2.1 情景1师：水果在生活中随处可见，人人都喜爱它，特别到了冬天更要多吃水果，因为水果中含有（学生抢答：水分、维生素、矿物质……）多种营养物质和水分，不同的水果含有不同的营养物质，水果中究竟含有哪些营养物质？就让我们来听听水果们的自述吧！师：播放Falsh动画――水果的自述（内含学生配音）生：兴高采烈，边看边笑，边议论。
控制变量法在初中生物探究性实验中的运用
“控制变量法”在初中化学探究性实验中的应用及其考查设计探究性实验的原则１．１科学性原则所设计实验的原理应该科学，操作程序、方法正确，不能凭空捏造。
１．２对照性原则设置对照性实验，若要使该实验更能够说明问题，一定要有正、反两个方面的实验。
１．３等量性原则所设计实验中的平行反应，试剂的取用应等量。
１．４单一变量原则实验受到多个因素的影响，实验中要人为控制条件，使众多变量中只能有一个因素是变量，其余因素保持不变。
２“控制变量法”的概念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，最后再综合解决，这种方法叫“控制变量法”。
它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和实验研究中。
３利用“控制变量法”进行探究性实验的一般思路利用“控制变量法”进行探究性实验的一般思路是：明确探究问题、寻找影响因素、控制其他因素、改变研究因素。
４利用“控制变量法”进行探究性实验的思维模型利用“控制变量法”进行探究性实验能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因此在中考化学实验试题中备受青睐。
“控制变量法”实验由想要研究的影响因素（自变量）、其他影响因素（不变量）和影响结果（因变量）三部分组成。
分析实验目的、实验方案和实验结论三者之间的内在逻辑关系，建立解答此类试题的思维模型。
利用“控制变量法”进行探究性实验的思维模型如图１所示。
５利用“控制变量法”进行探究性实验的常见考查视角５．１考查实验目的确定考查分析对照实验中的影响因素（自变量）、其他因素（不变量）和影响结果（因变量），从而确定探究实验的目的。
有时也直接考查根据探究实验方案，确定探究实验的目的。
５．２考查实验变量控制考查根据探究实验的目的，确定对照实验中的影响因素（自变量）、其他因素（不变量）和影响结果（因变量），从而控制合适的探究实验条件。
５．３考查实验方案设计考查在明确探究实验的目的或实验结论的基础上，通过进一步确定实验变量和控制合适的实验探究条件，设计科学的实验方案。
控制变量法在教学实验中的应用
“控制变量法”在一探究试题中充分应用摘要：控制变量法是科学探究的重要方法，影响化学反应速率的因素在教学中渗透并引导学生运用控制变量法来进行实验探究。
教学中采用循序渐进、由浅入深、由课堂延伸到课后，培养学生的科学探究意识、探究思维、探究能力，最终提高学生的科学素养。
关键词：控制变量法、影响化学反应速率的因素、实验教学、科学探究正文：有这么一道探究试题，我为此设计了一节实验课，使控制变量法在该试题中充分应用：某兴趣小组在学习了双氧水分解制氧气的实验后，知道催化剂(MnO2)能改变化学反应速率。
到底还有哪些因素与化学反应速率有关呢？【小组讨论】小明猜测：化学反应速率与反应物的质量分数有关小刚猜测：化学反应速率与反应温度有关【设计实验】他们设计并进行了以下4次实验先说下控制变量法，控制变量法就是在研究化学变化中，影响化学变化的因素有多个方面，我们可以控制多个变量固定不变，只改变某一单一变量，通过改变单一的变量，观察、记录该变量对研究对象的影响情况，探索出该变量与化学变化之间的关系与规律。
我们知道，化学实验探究是科学探究的重要组成部分，控制变量法是科学探究的重要方法。
化学实验探究是控制变量法实际应用的一种途径，通过控制变量法指导学生进行化学实验探究，逐渐培养学生的科学素养。
对此，我在这节实验课中做了如下尝试。
一、创设实验探究问题情境，渗透控制变量法的思维理念在培养学生科学探究能力之前，教师必须要有科学探究的基本理念。
教师在注重学生科学探究能力的培养方面要从多维度出发，包括科学探究问题的提出，科学研究方法，实验操作能力，实验数据的收集、分析和处理等方面。
首先，提出问题是科学探究过程之一。
物理学家爱因斯坦曾说过：“提出问题往往比解决问题更重要。
”因此，在课堂教学中要有意识创设实验探究问题情境，这样不仅可以调动学生进入课堂教学积极性，而且能够培养学生学会提出问题。
今天我们根据以前学习过的影响化学反应速度的因素-------浓度、温度、催化剂用量等，以影响双氧水分解反应速率为研究对象设计实验方案，探究这些因素如何影响反应速率。
控制变量法在初中化学实验设计中的应用
一、寻找变量
例1：稀盐酸中滴入紫色石蕊试液，石蕊试液变 红，有可能是什么粒子使石蕊试液变红的呢？
例2：二氧化碳通入紫色石蕊试液，石蕊试液变 红，有可能是什么物质使石蕊试液变红的呢？ 例3：铜常温下在空气中较长时间，表面出现了 绿色物质，该物质为铜锈，俗称铜绿，主要成份 是Cu2(OH)2CO3。请思考：铜锈可能是铜与哪些 物质反应生成的呢？
感谢同学们积极参与！ 敬请老师们批评指正！
思考：
从改进实验的角度考虑，还须补充的实验是 。 从优化实验的角度考虑， 实验是多余的。
例：如图利用维生素C（简称Vc）能使淀粉－碘 溶液蓝色褪去的性质，通过比较加入苹果汁和橙汁的 多少来确定它们中Vc含量（假设两果汁密度相等） 。 要得出正确结论，实验中需要控制的条件是（ ） A、滴管滴出的每滴果汁 的体积必须相等 B、烧杯中淀粉－碘溶液 质量必须相等 C、滴管滴出的果汁滴数 必须相等 D、烧杯大小必须相等
[分析实验]若C试管中的铜片较长时间后有了绿色物质，A、B两 试管中没有现象，通过比较变量与现象你能得出什么结论？ [评价改进]你认为甲同学设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验完 善吗？如不完善，还要补充的一个实验是（可用图表 示） 。 [反思小结]通过以上实验可知，设计实验时应如何控制变量？
乙同学的实验设计
如图，利用维生素C（简称Vc）能使蓝色褪 去的性质，通过比较加入淀粉－碘溶液的多少来 确定它们中Vc含量。要得出正确结论，实验中 需要控制的条件是（ ） A、滴管滴出的淀粉－碘溶 液滴数必须相等 B、滴管滴出的每滴的体积 必须相等 C、烧杯中果汁质量必须相等 D、烧杯大小必须相等
控制变量法的化学设计教案
控制变量法的化学设计教案第一章：控制变量法的概念与意义1.1 控制变量法的定义1.2 控制变量法在化学研究中的应用1.3 控制变量法在实验设计中的重要性第二章：控制变量法的原理与步骤2.1 控制变量法的原理2.2 控制变量法的实验步骤2.3 控制变量法的注意事项第三章：控制变量法在化学实验中的应用实例3.1 酸碱中和滴定实验中的应用3.2 化学反应速率的影响因素实验中的应用3.3 溶解度实验中的应用第四章：控制变量法在化学问题解决中的应用4.1 控制变量法在解决化学方程式的平衡中的应用4.2 控制变量法在解决化学物质的性质中的应用4.3 控制变量法在解决化学反应条件优化中的应用第五章：控制变量法在化学教学中的应用5.1 控制变量法在化学实验教学中的应用5.2 控制变量法在化学概念教学中的应用5.3 控制变量法在化学题目解答中的应用第六章：控制变量法在化学实验数据处理中的应用6.1 控制变量法在实验数据处理中的作用6.2 控制变量法在实验数据处理中的具体应用6.3 控制变量法在实验数据处理中的实例分析第七章：控制变量法在化学实验安全中的应用7.1 控制变量法在实验安全中的重要性7.2 控制变量法在实验安全中的具体应用7.3 控制变量法在实验安全中的实例分析第八章：控制变量法在化学实验设计与评价中的应用8.1 控制变量法在实验设计中的作用8.2 控制变量法在实验评价中的作用8.3 控制变量法在实验设计与评价中的实例分析第九章：控制变量法在化学实验教学中的策略与方法9.1 控制变量法在实验教学中的策略9.2 控制变量法在实验教学中的方法9.3 控制变量法在实验教学中的实例分析第十章：控制变量法在化学实验评价与反馈中的应用10.1 控制变量法在实验评价中的作用10.2 控制变量法在实验反馈中的作用10.3 控制变量法在实验评价与反馈中的实例分析重点和难点解析一、控制变量法的定义与意义重点：控制变量法的定义，控制变量法在化学研究中的应用，控制变量法在实验设计中的重要性。
“控制变量法”在初中化学探究实验中的运用
“控制变量法”在初中化学探究实验中的运用作者：张英来源：《中学课程辅导·教师通讯》2020年第22期【内容摘要】作为一种必要的科学研究方法，控制变量法在各个学科领域都发挥着不可忽视的作用。
其中，对于初中化学教学而言，控制变量法主要应用于探究性实验中，优化实验设计。
为了充分发挥控制变量法的教學优势，提高学生对探究性实验的学习能力，本文结合相关初中化学实验，以控制变量法的思想为核心，优化实验探究过程。
【关键词】控制变量法初中化学探究实验化学作为一门自然学科，蕴含着丰富的与物质世界相关的知识，涉及物理和化学两种变化形式，与人们的日常生活有着密不可分的关系。
实验是化学教学的重要内容，探究实验作为其中的重要组成部分，彰显了化学学科发展的魅力。
初中生首次接触化学，在学习上存在一定难度，复杂抽象的化学概念、多变的化学实验现象等，会打压学生学习积极性。
随着新课程改革的深入实施，化学教学不再只关注学生对基础知识和技能的掌握，更强调学生对知识举一反三以及利用知识解决问题的能力，以实现深度学习。
由此可见，初中化学教学中教师要注重运用探究性实验渗透“控制变量法”，让学生掌握更多科学研究的思想和方法，促进核心素养发展。
一、实验方法的综合概述实验方法属于人为控制的一种有目的性的操作，是暴露实验特性的一种方法，它是实验操作的核心。
由此可以看出，实验方法更有利于解揭示自然事物的本质，并具有以下三大特点。
其一，主动性。
实验方法的实践是实验者主动探索的过程，通过实验设计，促进实验探究的顺利实施。
实验现象是不可预测的，借助实验仪器可以将一些无法直接观察到的实验现象直观化展现，或用模拟手段重现瞬间即逝或缓慢的现象等，这些都体现了实验者的主动性其二，目的性。
该特性是实验探究的一大特点，学生在探究时需要先对实验结果做出假设，然后根据实验方法的核心理念进行方案设计，选择针对性操作方式，促进实验探究的顺利实施，达到预期实验效果。
其三，精确性。
探究实验教学中_控制单一变量_思想的培养_以_浓度对化学反应速率的影响_为例
（台 下 同 学 掌 声 。） ［教师］ 说 得 太 精 彩 了。 貌 似 不 可 行 的， 实 际 上可行。这 种 方 案 的 优 点 在 于： 控 制 了 “量”， 帮 我们认识了 “控制单一变量” 中 “量” 的内涵：自 己真正的浓度。其缺点在于：因为总体积不同，让 人误以为没有控制 “单一” 变量，建议同学们在设 计实验方案时不采用这种对照组。 下面总结：控制单一变量的基本步骤： （１）明确 “量” 的内涵：浓度还是其他； （２） 明确 “变量”：谁变谁不变； （３）明确 “单 一 变 量 ”： 谁 同 谁 不 同 （关 注 方 程 式 中 的 计 量 数 配 比 ）； （４）明确 “控 制 单 一 变 量 ”： 谁 过 量 谁 不 过 量 （关 注 方 程 式 中 的 计 量 数 配 比 ）。 ４．２．２ 活 动 ２——— 单 一 浓 度 方 案 设 计
２ 学 生 情 况 分 析
２．１ 学 生 认 知 基 础 的 分 析
学生在高一元素化合物部分已接触了部分探究 实验，熟悉实验探究流程，具备提出问题、做出假 设、实验操作等基本的探究能力。通过质量守恒定 律、化学方 程 式、 离 子 方 程 式 的 学 习， 熟 悉 “过 量”“少量” “适量” “一 定 量” 等 字 眼， 知 晓 任 何 化学反应的背后存在着数量关系，形成了浅显的定 量意识。在上一节 “化学反应速率” 的学习中，学 生已基本掌握了如何定性和定量地标定化学反应速 率，为本次实验方案设计做好了铺垫。 ２．２ 学 生 学 习 障 碍 点 的 分 析
控制变量法的化学设计教案
控制变量法的化学设计教案一、教学目标：1. 让学生理解控制变量法的概念及其在化学实验中的应用。
2. 培养学生设计实验、分析实验结果的能力。
3. 引导学生运用控制变量法解决实际问题。
二、教学内容：1. 控制变量法的定义及作用。
2. 控制变量法在化学实验中的应用案例。
3. 设计实验：运用控制变量法研究某一化学现象。
三、教学重点与难点：1. 重点：控制变量法的概念、作用及应用。
2. 难点：如何设计实验，运用控制变量法分析实验结果。
四、教学方法：1. 讲授法：讲解控制变量法的概念、作用及应用。
2. 案例分析法：分析控制变量法在化学实验中的应用案例。
3. 实验法：学生分组设计实验，运用控制变量法研究某一化学现象。
五、教学过程：1. 导入：通过一个简单的化学现象，引发学生对控制变量法的思考。
2. 讲解：讲解控制变量法的概念、作用及应用。
3. 案例分析：分析控制变量法在化学实验中的应用案例。
4. 学生设计实验：分组设计实验，运用控制变量法研究某一化学现象。
5. 实验操作：学生分组进行实验，记录实验数据。
6. 实验结果分析：学生分组讨论，运用控制变量法分析实验结果。
8. 拓展训练：布置课后作业，让学生运用控制变量法解决实际问题。
10. 课堂小结：强调控制变量法在化学实验及实际问题解决中的重要性。
六、教学评价：1. 评价学生对控制变量法概念的理解程度。
2. 评价学生运用控制变量法设计实验的能力。
3. 评价学生在实验过程中对变量控制的严谨性。
七、教学资源：1. 教学PPT：包含控制变量法的概念、作用、应用案例及实验设计指导。
2. 实验器材：各小组所需的化学实验仪器和试剂。
3. 实验指导书：详细介绍实验步骤、注意事项及实验结果分析方法。
4. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
八、教学进度安排：1. 教案实施时间：2课时。
2. 第一课时：讲解控制变量法概念、作用及应用案例。
3. 第二课时：学生分组设计实验，进行实验操作与结果分析。
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高考二轮复习控制变量思想在化学实验探究题中的应用一、教学目标[知识与技能]①了解控制对比实验条件的方法。
②能根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。
[过程与方法] 通过实验过程的变量控制来培养学生设计、评价探究实验方案的能力和综合运用知识的能力。
[情感态度与价值观] ①培养学生运用控制变量思想分析解决化学问题。
②会用科学、辨证的观点分析、评价实验设计方案。
二、教学过程【创设情景 引入课题】高考化学实验探究题向来是高考试卷中的重要考试内容之一，方式方法灵活多样。
近几年的高考出现这样一种类型的化学实验探究题：以表格形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响；给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。
通过实验过程的变量控制来考查设计、评价探究实验方案的能力和综合运用知识的能力。
例如：(2011福建高考∙23节选) I 、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
⑷在酸性溶液中，碘酸钾(KIO 3)和亚硫酸钠可发生如下反应：2IO 3－＋5SO 32－＋2H ＋===I 2＋5SO 42－＋H 2O生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
某同学设计实验如下表所示：该实验的目的是_____________________；表中V 2=___________mL答案：由实验2可以看出混合液的总体积为50mL ，V 1为10mL ，V 2为40mL ，实验1和实验2可知实验目的是探究该反应速率与亚硫酸钠溶液浓度的关系；实验2和实验3可知实验目的是探究该反应速率与温度的关系。
当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，即每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，把多因素的问题变成单因素的问题，这种方法叫控制变量法。
控制变量法是化学中常用的探究问题和分析解决问题的重要思想方法之一，应用这一思想方法可以使研究的问题简单化。
例题：(2010·福建质检25)无水氯化镁是制备某种催化剂的中间体，某研究性学习小组设计实验方案进行制取无水氯化镁等实验。
请填写下列空白：【实验一】利用下图实验装置(夹持和加热装置省略)，在HCl 气流中小心加热MgCl 2·6H2O 晶体制取无水氯化镁(无水氯化镁易吸水)。
烧瓶中发生的反应为：NaCl+H 2SO 4(浓)==NaHSO 4+HCl↑(1)试剂X 是_________________。
(2)该实验装置存在的一个缺陷是________________________。
【实验二】通过下列步骤，测定实验一所得产物中氯元素含量以确定产物是否含有结晶水： ①称取m 1g 样品置于烧杯中，充分溶解； ②加入足量硝酸银溶液，充分反应后，过滤； ③洗涤沉淀，干燥至恒重，称得沉淀质量为m 2g 。
(3)若步骤③的操作中未洗涤沉淀，将导致测得的氯元素含量_________(填“偏高”或“偏低”)。
(4)若测得m 1=10.40，m 2=28.70，则所得产品MgCl 2·nH2O 中n 的值为___。
【实验三】.一定条件下，氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应的催化剂。
为了探究温注：催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示。
（1）表中ω= 。
（2）从实验1、2可以得出的结论是 。
（3）设计实验2、3的目的是 。
解析：这是一道控制变量思想融入化学实验探究的质检题，实验一中的两问比较简单，(1)问结合实验目的制取无水氯化镁，应防止无水氯化镁易吸水，故制取的HCl 气体应干燥，试剂X 是浓硫酸；(2)问结合绿色化学思想，应防止HCl 气体污染空气，故该实验装置缺少尾气吸收装置。
实验二中的两问是定量分析，应通过了解定量实验原理，然后结合实验原理解决问题。
(3)问：步骤③的操作中未洗涤AgCl 沉淀，则沉淀表面残留有硝酸银溶液与硝酸镁溶液，致使测得的氯元素含量偏高；(4)问：因n(Cl －)=28.70g/143.5g·mol-1=0.2mol ，n(MgCl 2)=0.1mol ，n=[(10.4/0.1)－95]/18=1/2。
实验三就是通过实验过程的变量控制来考查设计、评价探究实验方案的能力和综合运用知识的能力，实验探究的目的是分析温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式等三种因素对该催化剂催化效果的影响，可通过观察表格有关信息，控制其他因素不变，研究其中一个改变因素来解答。
(5)问：实验3、4粉碎方式不变，温度分别为20℃、100℃，显然是温度的影响，故氯化镁固体中氯元素含量即氯化镁固体的含水量应保持不变，表中ω =74. 45；(6)问：观察表中信息可知实验1、2温度、粉碎方式均不变，故可以得出结论是氯化镁固体的含水量越高(或氯化镁固体中氯元素含量越低)，催化剂催化效果越差；(7)问：观察表中信息可知实验2、3温度、氯化镁固体的含水量均不变，故设计该实验的目的是探究粉碎方式对该催化剂催化效果的影响。
体验：1.(2010·宁德质检25节选)MnO 2是中学化学常用的试剂。
某课外兴趣小组做了以下与MnO2有关的实验。
[实验二] MnO 2对H 2O 2分解反应速率的影响。
⑶实验②、③说明： 。
⑷相对H 2O 2溶液质量分数、反应温度，能说明MnO 2对反应速率影响最为显著的实验 是 （写一组）。
参考答案：⑶问：在一定条件下，MnO 2用量越多，H 2O 2分解速率越快。
⑷问：①②；①③；②⑤；③⑤；④⑤中任写一组即可。
2.（厦门市2013届高三上学期质量检查20．节选）镍及其化合物与生产、生活密切相关。
（2）为了研究镍制备过程中的各种因素对镍催化剂损耗的影响，选择制造镍催化剂的条件有：干燥方式为喷雾干燥、烘箱干燥，粒度大小为40μm 和55μm ，实验温度为60℃和80℃。
设计下表实验，填写下列空白。
3.( 2009·安徽高考28) 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。
(1)[数据处理]实验测得p-CP 的浓度随时间变化的关系如下图。
(2)请根据右上图实验①曲线，计算降解反应在50~150s 内的反应速率： v(p-CP)= mol·L -1·s -1 [解释与结论](3)实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。
但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton 法所用试剂H 2O 2的角度分析原因： 。
(4)实验③得出的结论是：pH 等于10时， 。
[思考与交流](5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。
根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法： 。
参考答案： (1)② 313 3 6.0 0.30 ③探究溶液的pH 对降解反应速率的影响 (2)8.0×10- 6 (3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。
(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)(5)将所取样品迅速加入到一定量的NaOH 溶液中，使pH 约为10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)感悟：1.当多因素影响同时影响同一探究实验时，为准确探究某一因素对实验结果的影响，必须使其它因素保持不变，这样有助于快速探究该种因素对实验结果的影响情况。
新课程高考对控制变量法的一般程序、结果的处理以及通过处理结果获得结论的信息加工能力进行全方位的考查，就必须通过改变可能影响实验结果的多个因素中的任一个，其它可能因素保持不变的情况下进行实验，并将这个被改变的因素的实验效果与不改变任何因素的实验效果进行对比，从而来论证实验结论的正确与否。
2. 应用控制变量思想解题的关键：认真细致审题，明确影响因素，研究各因素对探究实验或探究问题有何影响；注意选择数据或设置实验的有效性，且变量要统一。
[练习]1. (2009福建卷)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH 3COCH 3+Br 2===CH 3COCH 2Br+ +HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。
反应速率v(Br 2)通过测定溴的颜色消失所需的时分析实验数据所得出的结论不正确的是（ ）A ．增大[CH 3COCH 3]，v(Br 2)增大B ．实验②和③的v(Br 2)相等C ．增大[HCl]，v(Br 2)增大D ．增大[Br 2]，v(Br 2)增大2. “碘钟”实验中，3I －＋S 2O 82－＝I 3－＋2SO 42－的反应速率可以用I 3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t 来度量，t 越小，反应速率越大。
某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如回答下列问题：（1）该实验的目的是。
（2）显色时间t 2＝ 。
（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t 2的范围为 （填字母）A ．<22.0sB ．22.0～44.0sC ．＞44.0sD ．数据不足，无法判断 （4）通过分析比较上表数据，得到的结论是 。
（1）研究反应物I －与S 2O 82－的浓度对反应速率的影响 （2）22.0s （3）A（4）反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比）； 3.(2010·新课标全国高考28节选)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：(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。
①请完成此实验设计，其中：V 1= ，V 6= ，V 9= ；V 1＝30，V 6＝10，V 9＝17.5。
4. 5.(2012·广东高考31节选)碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L -1KI 、0.2％淀粉溶液、0.20 mol·L -1K 2S 2O 8、0.10 mol·L -1Na 2 S 2O 3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S 2O 82－+2I －==2SO 42－+I 2(慢) I 2+2 S 2O 32－==2I －+S 4O 62－(快)(2)为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：表中Vx=____mL ，理由是___________________。