黄溢老师《 控制变量专题复习》 2025-09-16
网站类目:课堂实录 活动级别:校级 活动类别: 执教姓名: 所在单位:江苏省江阴长泾中学 执教时间:2025-09-16 执教地点: 执教内容:控制变量专题复习 参加对象:

                                                                                                                              控制变量专题复习

分析步骤:

1. **明确实验目的**  : 例如:“探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响”,自变量是催化剂种类,因变量是氧气产生速率(如气泡数量)。

2. **识别变量**  

   - 自变量:催化剂(有无或种类)。      - 因变量:分解速率(如相同时间内集气瓶中气体体积)。      - 无关变量:过氧化氢浓度、温度、反应容器大小等。

3. **检查无关变量是否控制**  - 正确表述:“取等体积、同浓度的过氧化氢溶液,在相同温度下实验”。

每次实验只改变一个自变量,其他条件完全相同。

自变量(独立变量)

(要研究的因素)

因变量(依赖变量)

(观察指标)

无关变量(控制变量)

(保持不变的条件)

步骤或方案

 定义

实验中人为改变或控制的变量。

因自变量变化而观测到的结果

必须保持相同且不随意改变的变量,避免干扰实验结果

 

关键词

"改变……条件"、"探究……的影响"

"测量……"、"观察……变化"

"其他条件相同"、"保持……一致"

 

探究“温度对溶解速率的影响”中

温度

溶解速率(如溶解时间)

溶质质量、溶剂种类、搅拌速度等需保持一致

 

“探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响”

 催化剂(有无或种类)

分解速率(如相同时间内集气瓶中气体体积)

过氧化氢浓度、温度、反应容器大小等

  

 

“探究金属活动性时,将相同大小的铁片和锌片放入等浓度稀盐酸中,观察气泡产生速率。”

金属种类(铁片/锌片)

气泡产生速率

酸的种类、浓度、温度、金属表面积(金属片大小)

如使用同浓度、同温度的稀盐酸

 

探究“温度对食盐溶解速率的影响”

温度(如20℃、40℃、60℃的水)

食盐溶解速率(完全溶解所需时间)

食盐质量、水的体积、搅拌速率等

 取三份相同质量的食盐,分别加入等量20℃、40℃、60℃的水中,同时搅拌,记录完全溶解时间。

探究“硫酸浓度对“锌与稀硫酸反应速率”的影响

硫酸浓度(如5%10%15%

产生氢气速率(如单位时间气体体积)

锌粒质量、温度、硫酸体积

取相同锌粒,分别加入不同浓度但体积相同的稀硫酸,记录相同时间内收集的氢气体积

探究铁生锈的条件(氧气、水、电解质等)

是否接触氧气、水、电解质等条件

铁钉生锈的程度(观察锈斑多少或颜色变化)

相同规格的铁钉铁钉材质、大小 )

实验时间 酸碱性

 

探究酸碱中和反应的影响因素(温度变化对中和反应速率的影响)

温度

反应速率、温度变化

 

 

探究酸碱中和反应的影响因素(酸碱种类对中和反应的影响)

酸碱种类

反应速率、温度变化

 

 

 

自变量(独立变量)

(要研究的因素)

因变量(依赖变量)

(观察指标)

无关变量(控制变量)

(保持不变的条件)

步骤或方案

探究盐酸与氢氧化钠溶液中和反应中,浓度对反应速率的影响

盐酸的浓度(如0.1mol/L0.5mol/L1.0mol/L

反应完成时间(可用指示剂变色判断)

氢氧化钠浓度、温度、溶液体积、指示剂用量

1. 取相同体积不同浓度的盐酸溶液

2. 加入相同体积和浓度的氢氧化钠溶液

3. 加入相同滴数的酚酞指示剂

4. 记录溶液从红色变为无色所需时间

5. 比较不同浓度下的反应时间

 

验证燃烧需要可燃物

可燃物 

氧气(或助燃气体)

温度达到着火点

 

是否燃烧

相同的火焰、相同的加热时间

 

实验组:用火柴点燃木条(可燃)

对照组:用火柴点燃玻璃棒(不可燃)

控制变量:相同的火焰、相同的加热时间

观察现象:只有木条能被点燃

验证燃烧需要氧气

氧气接触量

是否燃烧

蜡烛大小、环境温度

a. 点燃两支相同蜡烛

b. 一支用烧杯罩住,一支暴露在空气中

c. 观察熄灭顺序

验证需要达到着火点

物质的着火点

是否燃烧

受热温度、氧气接触量

1. 铜片两端分别放白磷和红磷

2. 加热铜片中央

3. 观察哪种物质先燃烧

探究不同金属对蜡烛燃烧时间的影响

金属网类型

燃烧时间

火焰高度

熄灭时间

温度变化

 

保持罩杯相同是为了控制氧气供应量一致

 

探究温度对CO₂在水中溶解性的影响

温度  (水温

石蕊变色时间(反映CO₂溶解和反应速率)

石蕊变色 pH变化

   气泡产生速率

CO₂流速、水量、石蕊用量

 空白对照(如只用H₂O

条件对照(如干燥CO₂

 

 

某同学研究CO₂浓度对其与水反应的影响

CO₂浓度

石蕊变色时间

CO₂收集方法一致,使用相同发生装置改变盐酸浓度来获得不同浓度的CO₂

 

 探究NaOH浓度对CO₂吸收速率的影响

NaOH浓度

气压变化速率

CO₂体积、溶液体积、温度

 

 

 

自变量(独立变量)

(要研究的因素)

因变量(依赖变量)

(观察指标)

无关变量(控制变量)

(保持不变的条件)

步骤或方案、实验结论

探究大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳中:盐酸浓度对反应速率的影响

盐酸浓度

5% vs 10% HCl

生成CO₂的速率气泡快慢、收集等体积CO₂的时间

大理石质量、盐酸体积、反应容器等需保持一致、收集气体方法和装置一致

浓度越高,速率越快   

探究大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳中:探究大理石颗粒大小对反应速率的影响

大理石颗粒大小

 10g块状大理石 + 50mL 10%盐酸  

10g粉末状大理石 + 50mL 10%盐酸

大理石质量、盐酸体积、反应容器等需保持一致、收集气体方法和装置一致

盐酸浓度和质量一致

粉末状接触面积大,速率更快

探究大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳中:探究温度对反应速率的影响

反应温度

室温 vs 加热

大理石质量、盐酸体积、反应容器等需保持一致、收集气体方法和装置一致

温度越高,速率越快   

探究酸的浓度对锌和稀硫酸反应制取氢气反应速率的影响  

酸的浓度

10% vs 20% H₂SO₄  

观察氢气产生的速率(如气泡快慢、收集等体积氢气的时间)

氢气产生的速率(单位时间内气体体积或收集固定体积H₂所需时间)

锌的质量、酸的体积、反应容器等需保持一致

浓度越高,速率越快

探究 锌的颗粒大小 对锌和稀硫酸反应制取氢气反应速率的影响

锌的颗粒大小

锌粒 vs 锌粉

5g锌粒 + 50mL 10%稀硫酸  

5g锌粉 + 50mL 10%稀硫酸  

锌的质量、酸的体积、酸的浓度、反应容器等需保持一致

锌粉接触面积大,速率更快

探究温度对锌和稀硫酸反应制取氢气反应速率的影响

温度

 室温 vs 加热    

锌的质量、酸的体积、酸的浓度、反应容器等需保持一致

温度越高,速率越快

探究催化剂(CuSO₄)对锌和稀硫酸反应制取氢气反应速率的影响

催化剂(CuSO₄

添加少量CuSO₄溶液  

锌的质量、酸的体积、酸的浓度、反应容器等需保持一致

可加速反应(置换出Cu形成原电池)

“探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响”

 催化剂(有无或种类)

催化剂种类/质量

MnO₂ vs. CuO

产生氧气的速率(气泡快慢)

或收集等量氧气的时间

H₂O₂浓度和体积相同  

温度相同(室温)  

催化剂质量相同(若比较不同催化剂)

 

  

“探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响”

5% vs. 10%

H₂O₂和体积相同  

温度相同(室温)  

催化剂种类 质量相同 

 

“探究温度对过氧化氢分解速率的影响”

室温 vs. 加热

H₂O₂浓度和体积相同  

催化剂种类 质量相同 

 

“探究接触面积对过氧化氢分解速率的影响”

块状催化剂 vs. 粉末状催化剂

H₂O₂浓度和体积相同  

温度相同(室温)  

催化剂种类 质量相同 

 

 

对照实验

 

 

控制变量

实验组

对照组

观察现象/结论

关键词

设计实验证明CO₂确实与水发生了反应

相同的CO₂流速、相同的温度

CO₂通入含紫色石蕊试液的水中

- 对照组1:将CO₂通入干燥的紫色石蕊试纸

- 对照组2:将不含CO₂的空气通入石蕊试液

只有实验组石蕊变红

通过对比排除CO₂H₂O单独作用的影响。

 

探究NaOH浓度对CO₂吸收速率的影响

CO₂体积、溶液体积、温度

控制气体流速

CO₂通入NaOH溶液后,滴加CaCl₂溶液

对照组1CO₂通入蒸馏水后,滴加CaCl₂溶液

对照组2:未通CO₂NaOH溶液,滴加CaCl₂溶液

 

只有实验组产生白色沉淀

 

**关键点**

- 自变量:NaOH浓度

- 因变量:气压变化速率

- 控制变量:CO₂体积、溶液体积、温度

**实验设计要点**

 气压法要检查装置气密性

 产物检验要排除干扰(如NaOH可能直接与CaCl₂反应)

 

设计实验证明MnO₂能加快H₂O₂分解,且自身质量不变

 H₂O₂浓度和体积相同  

- 温度相同(室温)  

- 催化剂质量相同(若比较不同催化剂)  

5mL 5% H₂O₂中加入少量MnO₂,观察气泡产生速率

相同条件下不加MnO₂,观察现象

MnO₂能加快反应,且反应后过滤、干燥称重,质量不变

**关键控制变量**:  

- H₂O₂浓度和体积相同  

- 温度相同(室温)  

- 催化剂质量相同(若比较不同催化剂)  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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