课题：控制变量法在化学实验探究中的运用
巧用控制变量法有效突破化学实验探究题
巧用控制变量法有效突破化学实验探究题作者：周海欧邓丹来源：《广东教育（高中）》2022年第01期在《普通高中化學课程标准（2017年版2020修订）》中明确提出：能运用变量控制的方法探究并确定合适的反应条件，安全、顺利地完成实验。
近几年，实验探究题的考查成为广东化学高考实验题的热点，主要是考查学生对控制变量法的掌握程度。
控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，当影响事物的变化规律有多个因素时，往往先人为控制其它几个因素不变，集中研究其中一个因素按照特定的条件发生变化所产生的影响，从而解决问题。
学生存在主要问题：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。
【解题模型】明确探究对象—寻找影响因素（自变量）—控制单一变量—观测因变量—得出实验结论。
【例1】（2012·广东高考节选）碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L-1 KI、0.2% 淀粉溶液、0.20mol·L-1 K2S2O8、0.10mol·L-1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响.已知：S2+2I-=2S+I2（慢）I2+2S2=2I-+S4（快）（2）为探究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_____________________.解析：对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水2.0mL以保证溶液总体积完全相同，而此时其它物质的浓度不变，只改变了反应物K2S2O8溶液的浓度。
答案：（2）2.0 保持溶液总体积相同，仅改变S2的浓度而其他物质浓度不变（其他合理答案也可）【例2】（2014·广东高考节选）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。
（1）某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。
控制变量思想在化学实验探究题中的应用教案
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。
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。
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”在初中化学探究性实验中的应用及其考查
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 ，
答案 ：（１）图 略 。 （２）２，电 流 与 电 阻 成 反 比。
（３）４。
６ 小 结
通 过前 面 中考 电学 实 验 中常 考 的 ５种 有关 器 材选 择 问题 的归 类 分 析 ，使 教 师 在 进 行 此 类 问题 的教 学 中 ，以学 生 为本 ，站 在 学 生 的角 度 ，逐 步 捋 清 串联 电路 下 的每 一 类 探 究 实 验 中 ，如 何 抓 住 实 验 的核心 要 点 ，构建 特 定 的 串联 分 压 电 阻 比例 关 系式 ，仔 细 的分 析 、判 断 或 排 除 ，最 终 达 到 触 类 旁 通 的效 果 。
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
２５ Ｑ＜３０ Ｑ，也 就 是 真 实 的 滑 动 变 阻 器 在 电源 电 压 为４ Ｖ时 ，可 以 调 节 到 ２５ Ｑ 完 成 上 述 ５个 定 值 收稿 日期 ：２０１８一Ｏ６一Ｉ１
控制变量法在化学探究实验中的应用
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。
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。
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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 2、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
模拟试卷中经常出现这些方法的分析、运用，因此我设计了这样的一个课题
二、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。 ⑶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。
宏达中学：施静静
三、重点和难点 运用控制变量法解决化学问题
四、教学方法
问题探究法
五、教学过程教学内容 创 源自情 景引出课题教师活动
学生活动
探究影响硝酸钾固体 思考、讨论
在水中溶解质量多少
设计意图 创设情景， 吸引学生
的因素
进入学习主题
提出问题，如何证明 思考、讨论，分 了 解 控 制 变 量 法
镁的活动性大于锌的 析，
4、为了选择实验室制取二氧化碳的反应物，某实验小组取等量的碳酸盐和足量 等浓度的酸，设计了以下四种反应物组合进行探究实验，结果如下图所示。
实验①：碳酸钠粉末与稀盐酸 实验②：大理石粉末与稀盐酸 实验③：块状大理石与稀盐酸 实验④：块状大理石与稀硫酸
二 氧① 化 碳 的 质 量 /g
0
②
③
④ 反应时间/S
课题：控制变量法在化学实验探究中的运用
一、设计思路 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一些方法，在近几年的中考及各区县
的思想
活动性
巩固提高练习
小结 布置作业
某化学探究小组用 HCl 与大理石反应研 究影响反应剧烈程度 的因素。
讨论、思考、设 计实验
培养学生分析、归 纳、表达能力、合 作交流能力
练习
思考、讨论，分 析
通过练习了解解 决化学问题的思 路
学以致用
六、板书设计 控制变量法在化学实验探究中的运用 控制变量法 明确：探究问题 寻找：影响因素 控制：其他因素 改变：研究因素 七、作业设计 1、研究铁丝粗细对铁在氧气中燃烧的影响，下列能达到目的的是…… （ ）
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
第
5% 盐酸
第
10% 盐酸
第 5% 盐酸 10% 盐酸
一 组
二 组
三 组
镁片 铁片
铁片 铁粉
铁片
镁片产生气泡速率比 铁粉产生气泡速率更 10%盐酸中的铁片产生
（1）根据实验结果，他们决定选择大理石与稀盐酸来制取二氧化碳，发生反 应的化学方程式为___________________________________。
他们不选择①和④的原因分别是______________________________。
（2）探究结果说明，影响碳酸盐与酸反应产生二氧化碳快慢的因素有 ________________________________________________________。
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
3、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
验现象 铁片更快
快
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 铁与稀盐酸反应的化学方程式为： 应 镁与稀盐酸反应的化学方程式为： 原理 【实验思考】由上述实验探究得出，影响金属与酸反应剧烈程度的因素有