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控制变量实验研究的一道好试题

(2010-07-04 14:25:06)
标签:

实验条件控制

变量控制法

氢气生成速率

微电池反应

杂谈

分类: 教学探索

     了解控制实验条件的方法”是高中化学新课程实验区《考试大纲》提出的新考查要求。对于控制实验条件的方法,不仅属于高考考查的知识内容,而且还是高考考查的能力要求。

在纸笔测试中要在一定的实验情境中考查学生对控制实验条件方法的掌握程度和运用能力。近几年来课改实验区的高考试题中,常有一些优秀试题出现。   

    2010年全国课标卷题28(5)就是一道好题目。题目是:

    为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响(指在硫酸溶液加入硫酸铜的量对锌与硫酸反应产生氢气速率的影响---笔者注)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。

    控制变量实验研究的一道好试题
    ①请完成此实验设计,其中:V1=      V6=      V9=      

    ②反应一段时间后,实验A中的金属呈      色,实验E中的金属呈      色;

    ③该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因          

    试题设计的实验情景是:通过一系列实验研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响。由于该反应生成氢气的速率,受硫酸的浓度、用量,锌粒纯度、表面积,硫酸铜溶液的浓度、用量等因素的影响。因此,考生必须明白,为研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,必须依据实验目的,控制实验条件(控制变量)。在实验中只能允许改变硫酸铜的量,保持其他条件不变,才能较快地揭示硫酸铜的量与氢气生成速率的关系。

    依题设,硫酸、硫酸铜浓度是定值,题设没有说明锌粒规格、实验的温度、压强。可以认为都是基本相同的。因此,实验中必须保持除硫酸铜用量外的其他量不变,并有规律地改变硫酸铜用量。据此,要保持加入的硫酸溶液体积不变、反应溶液总体积不变,并逐步按题设示意的规律,增加硫酸铜用量。由此,可以推断V1=30,V6 =10,V9 =17.5。

    试题的最后一小题,从反应实际出发,指出在使用硫酸铜的量超过一定数值时,生成氢气的速率就不再服从随加入的溶液增加而大大提高的规律。要求考生说明原因。这一小题,确实是帮助考生进一步理解控制变量研究法的点睛之笔。

 

 

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