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“控制变量法”在科学探究中的应用
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问题、解决问题的科学方法之一，这一方法可以使问题的研究简单化。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。
下面我们就结合一道例题来学习这一方法：
例题 某同学做了“用双氧水和二氧化锰制取氧气”的实验后，展开了思考与探究：催化剂二氧化锰的用量对反应速率有没有影响呢？
他做了这样一组实验：每次均用30mL10%的H2O2溶液，使用不同量的二氧化锰粉末作催化剂，测定每次收集到500mL氧气时所用的时间，结果如下：（其他实验条件均相同）
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
二氧化锰粉末
用量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
所用时间/s
17
8
7
5
4
3
2
2
2
2
请你分析表中数据并回答：二氧化锰的用量对反应速率什么样的影响？ 答：_______________________________。
分析：此题借助控制变量法——这一科学方法对催化剂的用量是否影响化学反应速率进行探究。解题时首先要仔细阅读，找出“问题”，这是解题的“题眼”。其次，要对题中提供的数据进行仔细分析，找出变化量及变化范围。最后，结合问题与分析数据所得的结论进行总结，得出结论。仔细读题可知，二氧化锰的用量是变量，通过数据变化，我们可以发现，随着二氧化锰用量的增加，所用时间越来越短，说明反应速率越来越快，但当二氧化锰质量增加到0.7g以上后，耗时相同，说明反应速率只能在一定范围内成增加趋势。
答案 有影响。在一定范围内，二氧化锰的用量越大，反应速率一般也越快。
点评 通过例题同学们可以发现，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。控制变量法也是中考试题考查的热点之，只要我们平时注意归纳，学以致用，遇到此类题时就能轻松应对。这类题目其实是能力测试题，只要你认真分析题目，只要你有基本的化学知识，一般是没有什么问题的。

练习 现欲探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解速率，并与二氧化锰的催化效果进行比较，甲、乙、丙三位同学同时进行过氧化氢的分解与气体的收集实验。实验时间均以30s为准（过氧化氢均未全部分解），其他可能影响实验的因素均已忽略。相关数据如下：
同学序号
质量分数相同的过氧化氢溶液
溶液中加入的物质
收集到的气体体积
甲
100mL
未加其他物质
amL
乙
100mL
氧化铁0.5g
bmL
丙
100mL
二氧化锰0.5g
cmL
（1）若要检验乙同学收集的气体是否为O2，可在乙同学盛有气体的容器中__________。
（2）欲探究氧化铁在实验中是否起催化作用，首先应比较__________和__________（填“a”、“b”或“c”）的大小，其次需补充做如下实验（无需写出具体操作）：①__________；②反应前后氧化铁的化学性质有没有改变。
答案 （1）伸入带火星的木条，若木条复燃，则为O2
（2）a b 反应前后氧化铁的质量有没有改变。
练习：某兴趣小组围绕着“氢气在空气中的爆炸极限”进行探究，记录的现象和数据如下表所示：
H2体积分数(％)
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
空气体积分数(％)
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
点燃时现象
不燃不爆
弱爆炸
强爆炸
强爆炸
强爆炸
强爆炸
强爆炸
弱爆炸
安静燃烧
安静燃烧
(1)根据上述实验事实，你可以得出的结论是： 。
(2)教材“单元探究活动”中提到：用排水法收集一小试管氢气，点燃，如果发出“噗”的声音，表明收集的氢气已纯净。根据上述实验事实，分析“氢气已纯净”的真实含义是什么? 。
(3)近年来煤矿瓦斯爆炸事故频发(主要是甲烷气体燃烧爆炸)。你认为采取哪些措施可
以预防瓦斯爆炸事故? 。(答出两条即可)
答案：(4分)(1)氢气在空气中的爆炸极限约为10％～70％ (2)此时，氢气的体积分数已超出了爆炸上限，可以安全地点燃。 (3)通风、及时检测甲烷浓度、避免明火等

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