控制变量法在化学探究实验中的应用
《控制变量法化学》课件
验效率。
学科交叉与融合
化学与生物学交叉
研究化学物质对生物体内分子和细胞 的作用机制，探索新的药物设计和治 疗策略。
化学与环境科学交叉
化学与物理学交叉
研究化学物质在物理场下的性质和行 为，开拓新的化学领域和应用。
研究化学物质在环境中的行为和影响 ，为环境保护和治理提供科学依据。
实验设计与创新
优化实验流程
实验原理与步骤
实验步骤
1
2
1. 确定实验目的和要求，明确需要控制的变量。
3
2. 设计实验方案，包括实验操作步骤、所需试剂 和仪器等。
实验原理与步骤
3. 进行实验操作，注意控制变量的稳定和准确 测量。
4. 记录实验数据，包括实验现象、数据和图表 等。
5. 分析实验结果，得出结论。
实验结果与讨论
实验结果
控制变量法化学
目录
CONTENTS
• 控制变量法简介 • 化学实验中的控制变量法 • 控制变量法在化学实验中的具体应用 • 控制变量法的优缺点与注意事项 • 控制变量法在化学研究中的未来发展
01 控制变量法简介
定义与概念
定义
控制变量法是一种实验设计方法，通 过控制实验中的变量来探究不同因素 对实验结果的影响。
优点与不足
优点
控制变量法能够通过控制单一变量来研究不同因素对实验结果的影响，有助于深入了解 实验过程和现象的本质。同时，该方法可以排除其他变量的干扰，使实验结果更加准确
可靠。
不足
控制变量法需要严格控制实验条件，操作较为复杂，实验周期较长。此外，由于实验条 件固定，可能无法探究不同因素之间的交互作用。
实验三：配合物合成实验
要点一
总结词
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。
总结控制变量法
控制变量法在实验探究中的应用 控制变量法：当研究多个因素之间关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。
控制变量法是化学中常用的探究方法之一。
这一方法可以使研究的问题简单化，通过控制变量法可以对影响实验结果的多个因素逐一进行探究，然后再总结出结论，这一思想方法在九年级化学中将会逐渐渗透，成为一种主要的探究方法例1：（门）33．(5分)维生素C(简称Vc ，又名抗坏血酸)，易溶于水，易被氧化。
人体缺乏Vc 可能引发多种疾病。
水果和蔬菜中含有丰富的Vc 。
某研究性学习小组对它探究如下： 探究一：测定新买的饮料中Vc 的含量。
【查阅资料】Vc 能和高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾溶液褪色。
【设计方案】分别向盛有lmL 等浓度高锰酸钾稀溶液的四只试管中逐滴滴加新买的果味饮料、苹果汁、梨汁和新配制的0.04％的Vc 溶液，边滴边振荡，直至高锰酸钾溶液褪色。
【实验数据】【实验结论】分析数据可知，新买的饮料中Vc 含量最高的是 ，含量:为 (各液体密度上的差别忽略不计)。
探究二：蔬菜放置时间的长短对其Vc 含量是否有影响。
【设计方案】请你用新鲜的黄瓜、放置一周的黄瓜、高锰酸钾稀溶液和必要的仪器设计实验方案： 。
【实验结论】按上述方案实验，根据 这一实验结果，分析得出蔬菜放置时间的长短对其Vc 的含量有影响。
【实验反思】对比实验需要控制变量。
在做探究二时，下列情况影响到测定结果的是 。
A ．量取的高锰酸钾溶液的体积不同B ．新鲜黄瓜汁是其他班级用剩下的，而放置一周的黄瓜汁是当时榨的C ．没有用同一规格胶头滴管滴加 练习：（昌平）33.（7分）维生素C （简称Vc ，又名抗坏血酸），易溶于水，易被氧化。
人体缺乏Vc 可能引发多种疾病。
水果和蔬菜中含有丰富的Vc 。
某研究性学习小组对它探究如下：探究一：检验三种饮品中V c 含量的顺序。
【查阅资料】Vc 能和高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾溶液褪色。
刍议控制变量法在化学探究教学中的应用
素进 行改 变 ，并通 过对 比实验来 明确 该因 素是 否 会产 生
影响 以及如何影 响的一种方 法 。
化学 反应 的速率 ，由此 确立第二 个要件 。
ｊ Ｉ竺 Ａ ， －ｆ詈 兰ｆ 三 －ｌ 垂 三 垂
二 、 应 用 控 制 变 量 法 进 行 探 究 教 学 的 基 本 思 路
开 课上 讲有 关 《 影响 化学 反应 速 率 因素 》 的内 容时 ，首
次 尝 试 了 运 用 “ 制 变 量 法 ” 来 指 导 教 学 ， 通 过 这 种 方 控 式 培 养 学 生 的 探 究 性 学 习 能 力 ，取 得 了很 好 的 教 学 效 果 ，
同的情 况下 ，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 因 素 的 探 究 则 依 此 类 推 。 所 以 ，控 制 变 量 法 在 探 究 这 一 类 型 的 问题 方 面有 其 独 特 的 优 势 。
一
究能 力 、实 事 求是 的科 学 态度 和 敢 于创 新 的科 学 精 神 。
因 此 ， 培 养 和 提 高 学 生 的 探 究 学 习 能 力 ，是 化 学 教 师 必 须 面 对 的 重 大 课 题 。 然 而 ，对 于 如 何 培 养 学 生 的 探 究 性 学 习 能 力 ， 目前 还 缺 乏 具 体 的 方 法 指 导 。 笔 者 在 市 级 公
针 对 具 有 这 种 特 征 的 探 究 性 问 题 ，控 制 变 量 法 无 疑
是 一 种 很 好 的 指 导 方 法 。 控 制 变 量 法 的 优 点 在 于 ： 如 果 有 多 个 因 素 （ 变 量 ， 下 同 ）对 实 验 的 结 果 存 在 影 响 ． 即 往 往 控 制 其 它 的 因 素 保 持 不 变 ，而 仅 仅 对 其 中 的 一 个 因
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
控制变量法在初中化学中的应用
控制变量法在初中化学中的应用
一、什么是控制变量法
控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。
二、初中物理哪些实验
1、研究压力的作用效果与哪些因素有关（压力大小和受力面积的大小）
2、研究液体压强大小与哪些因素有关（液体的密度和深度）
3、研究浮力大小与哪些因素有关（液体的密度和排开液体的体积）
4、研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关（物体的重力、动滑轮的重力、摩擦力）
5、研究动能大小与哪些因素有关（物体的质量和速度）
6、研究液体蒸发快慢与那些因素有关（液体温度，液体表面积和空气流动）
7、探究影响导体电阻大小的因素（导体的长度、材料与横截面积）
8、电流跟电压电阻的关系（导体两端的电压、导体电阻）
9、影响电功大小的因素（电压、电流和通电时间）
10、影响电热大小的因素（电流、电阻和通电时间）
11、影响电磁铁磁性强弱的因素（电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯）
12、影响滑动摩擦力大小的因素（压力大小和接触面粗糙程度）
13、决定压力作用效果的因素（压力大小和受力面积的大小）
14、在概念引入中用到控制变量法的有：速度的概念（V=s/t）、密度的概念（ρ=m/V）、压强的概念（P=F/S）、功率的概念（P=W/t）、比热容的
概念（c＝Q/m△t）。
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。
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】
控制变量法在中学化学中的应用
中考在线
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 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 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） 等。 温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强
B）
影 响 固 体 物 质 溶 解 能力 的 因 素
一内因 1.溶质的种类 2.溶剂的种类 二外因 1.温度 2.接触面积 3.是否搅拌或震荡
中考在线
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 。
[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？
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。
中考化学复习---控制变量法在化学探究中的应用
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 多少来确定它们中所含Vc含量（假设两果汁密度 相等） 。要得出正确结论，实验中不需要控制的 条件是（ D ）
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
猜想2：金属和酸的反应速率和金属与酸的接 触面积有关
猜想3：金属和酸的反应速率和酸的浓度有关 …….
制定实验方案——请同学们自己动手写写！
温馨提示：选了一个因素作为变量，其他因素应该都控制不变。 可按照相应猜想试着写写方案。
方案1 方案2 方案3 ……..
方案一：金属与酸反应速率与 金属的活动性 有关。
影响金属与酸反应快慢还有什么因素吗？ ————温度、催化剂等
【小结】
【控制变量法】
明确---探究问题
影响金属和酸反应速率的因素很多，
某兴趣小组对其影响因素作出探究。
寻找---影响因素
你认为影响金属与酸反应速率
的因素可能有：
。
改变---研究因素 控制---其他因素相同
应用控制变量法，在设计探究性实验时，要注意以下几条原则：
将这一情况报告老师，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所用盐酸的浓度不同； ③还可能是_石__块__大__小_不__同__（__或__石_块__质__量__不同、
盐酸质量不同）
中考在线
【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
练习、研究性学习小组选择“H2O2生成O2的速率快慢与什么因 素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要 过程:
“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。
“控制变量法”在化学探究中的应用----课堂练习
“控制变量法”在化学探究中的应用----课堂练习1、影响金属和酸反应速率的因素很多，某兴趣小组对其影响因素作出探究。
你认为影响金属与酸反应速率的因素可能有哪些：。
该兴趣小组利用下列药品完成实验设计以证明他们的猜想。
药品：镁带、镁粉、铁粉、5%盐酸、10%盐酸、5%硫酸、10%硫酸猜想一：2、在一次实验课上，各小组同学用在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳。
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。
【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。
【设计实验】（1）验证猜想①是否成立，设计的实验：分别取大小相同、质量相同、的石块，加入质量相同、溶质质量分数相同的稀盐酸进行实验。
反应的化学方程式是。
（2）验证猜想②是否成立，请你写出实验方案。
【交流讨论】实验中可以通过观察气泡产生的剧烈程度，粗略地比较反应速率。
若要做到精确比较，应该测量的实验数据是。
3、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，在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中，分别加入相同质量的MnO2和水泥块，测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的，是否改变。
H 2O2生成O2的快慢与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。
(只要求提出一种影响H2O2生成O2的快慢的因素以及相关假设和实验方案)【假设】。
【实验方案】。
根据第二组的实验，你可以得出什么结论？课后练习1．酸雨会使以大理石为建筑材料的建筑物被腐蚀。
为了更好地保护建筑物，化学学习小组用以下材料进行探究：A、光滑的块状大理石10克，B、表面粗糙的块状大理石10克，C、疏松多孔的块状大理石10克，D、1%的稀硫酸20mL，E、2%的稀硫酸20mL，F、3%的稀硫酸20mL。
高中化学复习专题讲义：控制变量法在化学实验中的应用
二氧化碳的体积（mL）
672
840
896
672
(1)由第Ⅰ组数据中的CO2体积与样品质量之比，可以推测用2.49g样品进行同样的实验时，产生CO2_________mL(标准状况)。
(2)另取3.32g天然碱样品于300℃加热分解至完全（300℃时Na2CO3不分解），产生CO2112mL（标准状况）和水0.45g，计算并确定该天然碱的化学式。
4
答案：（1）
（2）NO（3）N2O因为该反应放热反应，当温度升高后，则生成N2O。（4） 和 2:3
解析：首先分析图象，c点时，溶液中 浓度最小，表明HNO3已全部耗完。 和 两段内均有气体放出，但两直线的斜率大小不同（与化学方程式中的系数相对应）。写出方程式：
反应开始时 段放出NO气体，随着反应过程的进行放出热量，体系温度升高且 更稀，所以此后 被还原的程度更深，故 段放出的气体是N2O。反应结束时，溶液中的主要阳离子是 和 。c、d两点投入的金属的物质的量之比为2:3。
因此，在0≤x≤0.6时，沉淀只有Fe(OH)3
x＝0时，Fe(OH)3沉淀量为0.1 mol，
x＝0.4时，Fe(OH)3沉淀量为0.06 mol，
x＝0.6时，Fe(OH)3沉淀量为0.04 mol，
在0.6≤x≤1内，总沉淀量：
n总＝0.1(1－x)＋0.1x＝0.04 mol
(3) 3A(1－x)＋4Ax＝0.36x＝ ＜x1
高中化学复习专题讲义：控制变量法在化学实验中的应用
1
影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L），设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
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控制变量法在化学探究实验中的应用
摘要本文笔者利用控制变量法，对其在化学探究实验中的应用做了探讨。
关键词控制变量法化学探究实验
一、控制变量法的应用背景
化学是一门以实验为基础的科学,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，而初三学生在过去的物理
学习中曾接触过控制变量法，并且有一定的基础。
但在初中化学学科中，经调查
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控制变量法、找不到变量、思路不清晰、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
变量的地方很多，譬如：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。
近几年的中考化学试卷及市质量分析卷、各区县模拟试卷中经常出现考查控制变
量法的题目，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、控制变量法的应用原则
中学化学课程标准中指出：学生应该学习质疑、预测、设计、反思、验证、
以及科学概括、推理、类比、归纳和演绎等科学方法，获得科学过程的体验，学
习应用化学知识和方法解决实际问题，提高科学技术素养。
通过以学生为主体的
各种学习活动，帮助中学生提高基础学力，形成健全的人格，促进学生发展。
本节课以初中化学探究中最常用的方法—控制变量法为主题而展开，以二期
课改理念和课程标准为指导，发挥学生为主体，通过事例、例题、练习、讨论，
让学生参与各项活动，体验方法的获得过程，最后由学生归纳控制变量法的使用
思路。
学生设计、概括、归纳等科学方法的能力也得到了很好的提高。
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，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科学方法之一，该方法可以使研究的问题简单化。
通过控制变量可以对影响实验结果的多个因素逐一进行探究，然后再总结出
结论，这一思想在化学学习中将会被逐渐渗透，成为一种主要的探究方式。
三、控制变量法的具体应用
1．创设情境，引出课题
引起学生兴趣，通过例题1解决问题，引出控制变量法。
为探究铜生锈的因素，某同学进行了三组实验，将相同长度的铜丝分别按图
所示放置一个月，观察并记录现象如下：
结论：由实验可知：铜生锈是铜与_________、_________、_________共同作用的结果。
2．实验探究，进入高潮
影响金属和酸反应速率的因素很多，某兴趣小组对其影响因素作出探究。
你认为影响金属与酸反应速率的因素可能有哪些：_________。
该兴趣小组利用下列药品完成实验设计以证明他们的猜想。
药品：镁带、镁粉、铁粉、5%盐酸、10%盐酸、5%硫酸、10%硫酸
猜想一：___________________________________________________________。
猜想二：金属与酸反应的剧烈程度与金属的活动性有关。
请你们小组选择一个与上述猜想不同的影响因素，利用上述药品设计实验来
验证。
你们验证的猜想是：
______________________________________________________。
通过猜想，然后由易到难，步步为营，提高学生对控制变量法的了解，同时
培养探究合作、交流能力。
3．学习新知、巩固提高
练习1. 巩固练习，体会控制变量法思路；练习2. 巩固练习，体会控制变量法
思路
例题3. 再次通过例题了解控制变量解决问题的思路；练习3. 提高练习，体会
控制变量法思路。
4．温故知新、归纳小结
控制变量法解决化学问题思路：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。
四．控制变量法应用中的自我评价
通过铜生锈创设情景引入课题，然后通过实验设计、小组讨论让课堂气氛达
到高潮，最后再结合适当的课堂练习，让学生参与到教学中来，从已知到未知，
从感性到理性，循序渐进，使知识得以巩固和落实，最后，让学生归纳总结其收获，控制变量法的思路。
本节课重点在让学生会用控制变量法解决化学问题，在
教学过程中，老师起引导作用，让学生体会、归纳出控制变量解决问题的思路。
通过例题、练习，同学们可以发现，控制变量法在实验探究中是一种行之有
效的探究方法，只要把握好变量与不变量，控制变量的数量为一个，通过多次实
验的对比，就会得出科学的结论。
五．控制变量法在应用中的启示
化学课程要以学生的发展为本，要注意引导学生正确地了解科学过程、了解
科学方法，学习科学思想、养成科学精神、形成科学态度、树立正确的科学观，
提高科学素养。
控制变量的思想方法在初中化学中的运用，对于教与学的双方都是一个难点。
在提倡素质教育的今天，化学思想方法在学科中的渗透显得非常重要，本节课在
调查研究的基础上，发现学生在运用控制变量法上存在困难，为帮助学生找到解
决问题的突破口，设计了专题复习，教学目的性明确。
例题有一定坡度，课题注
重方法的指导，培养了学生学习的自信心，起到了很好的教学效果。
通过对控制变量的习题进行归类、分析后，得出运用控制变量法的基本思路。
化学知识点多，需要我们教师在教学过程中不断自己总结和分析，归纳方法，这
样学生能够得到获得很大的益处。
对于一些开放性的问题或者学生有可能产生分歧的题目，让学生讨论来得到
答案，通过合作探究，培养学生合作互助的团体意识。
在小组讨论的过程中，培
养学生的合作意识以及勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神。
学生相互评价，增加复习课气氛，让较多的同学参与到课堂中，同时培养学生的表达能力和归纳能力，让学生做自己的主人，总结自己的收获，这既强化了学生对控制变量法的理解，又使学生体验到了学习的快乐。