摘要：21．控制变量是科学研究中的重要研究方法.其基本思路是.在实验研究中人为只改变一个因素.其他因素保持相同.观察测定因调节变量改变而改变的因素.从而分析得到研究结论．中学化学中应用控制变量的方法研究问题的例子很多．请分析或设计: ①在研究浓度对化学反应速率的影响时.教材安排了利用Na2S2O3与H2SO4反应的一组对照实验(Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O) 烧杯编号 加3% Na2S2O3溶液体积(mL) 加H2O体积(mL) 加H2SO4溶液体积(mL) 所需时间(s) 1 5 5 2 2 7 3 2 3 10 0 2 在三个烧杯(底部有黑色“十 字标记)内分别加入表中所示体积的三种液体.搅拌并开始计时.到出现浑浊使烧杯底部“十 字看不见时停止计时．比较所需时间.得出浓度对化学反应速率影响的结论．实验中.温度和反应体系中硫酸浓度是保持相同的因素.调节变量是 .因变量是 ． ②运用控制变量原理设计实验.利用纯碱溶液探究温度对盐的水解的影响.简述实验方法: . (2)373 K时.H2PO与OH-发生如下反应: H2PO+OH-HPO+H2O 反应结果如下表所示: H2PO起始浓度 0.10 0.50 0.50 OH-起始浓度 1.00 1.00 4.00 反应速率[mol/] 3.2×10-5 1.60×10-4 2.56×10-3 如果用v＝kcm(H2PO)·cn(OH-)表示反应速率(k为与浓度无关的常数) ①k＝ . m＝ . n＝ . ②若c(H2PO)的起始浓度为0.20 mol/L, c(OH-)的起始浓度为1.50 mol/L.则反应速率v＝ . 解析:(1)实验改变的条件是Na2S2O3和水用量相对大小.故调节变量是Na2S2O3溶液的浓度.因变量是反应所需时间．利用控制变量原理设计实验探究温度对水解反应的影响.则控制变量是温度.因变量是水解程度大小.可用加入指示剂通过溶液颜色深浅来表示或用pH表示． (2)①OH-的浓度均为1.00 mol/L时. H2PO的浓度由0.10→0.50.浓度变为原来的5倍.反应速率由3.2×10-5→1.60×10-4.即反应速率变为原来的5倍.因此m＝1,同理H2PO的浓度均为0.50 mol/L时.OH-的浓度由1.00→4.00.浓度变为原来的4倍.反应速率由1.60×10-4→2.56×10-3.即反应速率变为原来的16＝42倍.因此n＝2. 利用第一组数据有:3.2×10-6＝k·1×2.所以k＝3.2×10-4 ②此时.v＝3.2×10-4 mol/×2＝1.44×10-4 mol/ 答案:(1)①Na2S2O3溶液的浓度 所需时间 ②取三支试管各放同浓度同体积的纯碱溶液.滴1-2滴酚酞试液.第一支不加热.第二支加热至t1℃.第三支加热至t2℃.观察三支试管中溶液的颜色深浅.温度越高.颜色越深.说明碱性越强.则水解程度越大(其他合理答案均给分.例如不同温度下测定同浓度同体积纯碱溶液的pH) (2)①3.2×10-4 1 2 ②1.44×10-4mol/

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