沪教版初中化学九年级下册 7.2.4 “控制变量法”在化学探究中的应用 学案

1 “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： ___________________________________________________________。 实验药品 实验步骤 现象 结论 镁带 2g 5%盐酸 20ml 10%盐酸 20ml 取两支试管，分别 加入 20ml 浓度为 5%、 10%的盐酸，同时将 2g 镁带放入盐酸中 10%的盐 酸的试管 中产生气 体快 猜想二：金属与酸反应的剧烈程度与金属的活动性有关。 实验药品 实验步骤 现象 结论 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： 。 实验药品 实验步骤 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 。 2 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。 【 实验记录】 实验编号 1 2 反应物 5%H2O2 5%H2O2 催化剂 1g 水泥块 1gMnO2 时间 165 秒 46 秒 【 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。 H2O2 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】 。 4、根据某同学的实验部分记录： 第一组 第二组 第三组 实验温度 20°C 20°C 20°C 20°C 80°C 加 入 溶 剂 种 类 水 酒精 水 水 水 加 入 溶 剂 质 量 20g 20g 10g 10g 10g 加 入 固 体 种 类 硝酸钾 硝酸钾 硝酸钾 食盐 硝酸钾 加 入 固 体 质 量 10g 10g 10g 10g 10g 溶 解 固 体 质 量 6.2g 0g 3.1g 3.6g 10g 根据第一组的实验，你可以得出什么结论？ 根据第二组的实验，你可以得出什么结论？ 3 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。实验的记录如下表： 甲组 反应物 B + D B + E B + F 气泡从产生到停止的时间 20 分钟 10 分钟 5 分钟 乙组 反应物 A + D B + D C + D 气泡从产生到停止的时间 30 分钟 20 分钟 10 分钟 （1）写出该反应的化学方程式______________________________________________ （2）通过甲组实验的现象分析，大理石的状态一定时，被腐蚀的速度与______有关。 通过乙组实验的现象分析，可以得出的规律是：_____________。 从保护的角度考虑，建筑物宜用________(填 A、B 或 C)做建材。 （3）由于稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙_____，阻碍了反应的继续进行，所 以实验室一般不用此反应制二氧化碳。 2．某同学在学习“金属与酸的反应”时，设计了以下实验报告，请将该实验报告补充完整。 【实验目的】 。 【实验用品】试管、铁粉、铁片、镁片、5%盐酸、10%盐酸等。 【实验内容】取足量等体积的盐酸分别与 a 克下列各种金属反应。 (1)实验 步骤 (2)实验 现象 镁片产生气泡速率比铁 片更快 铁粉产生气泡速率更快 10%盐酸中的铁片产生气 泡速率更快 (3)实验 结论 金属的活动性越 ， 与酸溶液反应速率越快。 金属与酸溶液的接触面 积越大，反应速率越快。 酸溶液的质量分数越 （填“大”或“小”），与 金属反应越剧烈 (4)反应 原理 铁与稀盐酸反应的化学方程式为： 镁与稀盐酸反应的化学方程式为： 3.某校化学兴趣小组的同学，探究二氧化锰作氯酸钾受热分解的催化剂时，设计了以下实验 报告，请将该实验报告补充完整。 【实验目的】 探究二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂。 【实验用品】 药品： 二氧化锰、氯酸钾 仪器：木条、火柴、试管夹、药匙，还需补充的仪器是 、 。 【实验内容】 镁片 铁片 5% 盐酸 铁片 铁粉 10% 盐酸 铁片 10% 盐 酸 5% 盐酸第 一 组 第 二 组 第 三 组 4 实验操作 实验现象 实验结论或总结 1．将氯酸钾加 热至融化，用 带火星的木条 检验氧气。 加 热 较 长 时 间 ， 木 条 复 燃。 氯酸钾受热分解产生氧气。 总结： 二氧化锰是 氯酸钾受热 分解的催化剂 2．加热二氧化 锰，用带火星的 木条检验氧气。 木 条 不 复 燃 二氧化锰受热不产生 氧气。 3．将 MnO2 与 KClO3 的 混 合 物 加 热，用带火星 的木条检验氧气。 木 条 迅 速 复燃。 二氧化锰能 氯酸 钾的分解速度。 反应的化学方程式为： 【实验思考】 ① 上述探究实验还不能完全得出表内“总结”，还需补充设计实验，验证从反应后的剩余 物中分离出的固体物质性质不变，并证明 MnO2 在 KClO3 分解前后 不变； ② 探究实验中，只做实验 3 可行吗，说明理由 。 4．某课外小组研究“影响 H2O2 生成 O2 反应速率的因素”的课题。 通过查阅资料，他们提出如下猜想。 【提出猜想】催化剂和反应物浓度都会影响 H2O2 生成 O2 的反应速率 【实验过程】实验装置如图： 实验操作：检查装置的气密性良好。将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中，立即收集一瓶放 出的气体。 实验记录： ①实验Ⅱ中加入 H2O2 溶液的体积为 mL； ②充分反应后，将实验Ⅱ中剩余物质里的 MnO2 提取的方法是 ； 【结论】该探究过程得出的结论是 ； 【反思】 H2O2 在常温加入 MnO2 后反应速率加快。小敏提出，为了更好的证明二氧化锰 是否对 H2O2 生成 O2 的反应速率有影响，还应该增加一组对比实验。该实验选用的药品 和用量为 实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 反应物 5%H2O2 50 mL 5%H2O2 3%H2O250 mL 加入固体 0.5gCuO 0.5gMnO2 0.5gMnO2 收集等体积 O2 所需时间 105 s 45s 78 s