初中化学中考复习 题型03 控制变量法探究实验-备战2020年中考化学实验题型特训（解析版）

题型03  控制变量法探究实验

1．A、B、C三只小烧杯内分别依次盛有一定体积的浓氨水、滴有酚酞溶液的蒸馏水、滴有酚酞溶液的蒸馏水，按如图所示进行探究活动，不能得到的结论是（　　）

A．水能使酚酞溶液变红         B．氨水能使酚酞溶液变红 

C．空气不能使酚酞溶液变红         D．浓氨水易挥发，氨气易溶于水

【答案】A

【解析】A、酚酞试液在蒸馏水中不变色，说明水不能使酚酞试液变红；

B、氨水能使酚酞溶液变红；

C、酚酞试液放在空气不变红，说明空气不能使酚酞溶液变红；

D、盛有一定体积的浓氨水、滴有酚酞溶液的蒸馏水罩在一起，酚酞试液会变红，是因为浓氨水易挥发，氨气易溶于水。

2．为探究二氧化碳能否和水反应，用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成如图四个实验。实验I、Ⅳ中小花变红，实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是（　　）

A．实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红 

B．实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红 

C．实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应 

D．上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质

【答案】D

【解析】A、由实验的现象可知，实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红，说法正确；

B、实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红，说法正确；

C、实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应，说法正确；

D、上述实验说明碳酸和醋酸具有相似的化学性质，二氧化碳和醋酸不具有相似的化学性质，说法不正确。

3．为了验证二氧化碳与水反应生成碳酸，小李同学做了如图实验，其中不合理的是（　　）

A．步骤① B．步骤② C．步骤③ D．步骤④

【答案】C

【解析】为了验证二氧化碳与水反应生成碳酸，可以借助指示剂，石蕊遇酸性溶液会变红，酚酞遇酸性溶液和中性液体不变色，所以实验中应用紫色的石蕊试液，不能用无色的酚酞试液，所以步骤③不合理。

4．（2019·德州）根据如图所示的实验现象分析，下列说法错误的是

A．①②对比说明物质燃烧需要与空气接触

B．①中使温度达到白磷着火点是利用了铜的导热性

C．烧杯中的热水只起提高温度的作用

D．①③对比说明红磷着火点高于白磷

【答案】C

【解析】A、①白磷在空气中，②白磷在水中，则①②对比说明物质燃烧需要与空气接触，故A正确；B、热水通过铜把温度传给了白磷，则①中使温度达到白磷着火点是利用了铜的导热性，故B正确；C、烧杯中的热水不但起提高温度的作用，而且还具有隔绝氧气的作用，故C不正确；D、相同的温度和氧气浓度，白磷燃烧，红磷不燃烧，则①③对比说明红磷着火点高于白磷，故D正确。故选C。

5．（2019·泰安）控制变量是实验探究的重要方法。下列实验设计不能达到实验目的的是

【答案】A

【解析】A、由图可知，探究铁、镁金属活动性强弱时，不仅改变了金属的种类，还改变了酸的种类，不符合控制变量法的要求，不能达到实验目的，故符合题意；B、由图可知，探究二氧化碳与水是否发生反应时，只改变了蓝色石蕊试纸的潮湿状态（干燥和湿润），符合控制变量法的要求，能达到实验目的，故不符合题意；C、由图可知，探究不同溶剂中物质溶解性大小时，只改变了溶剂的种类（水和酒精），符合控制变量法的要求，能达到实验目的，故不符合题意；D、由图可知，探究温度对分子运动快慢的影响时，只改变了水的温度（冷水和热水），符合控制变量法的要求，能达到实验目的，故不符合题意。

6．（2019·张家界）可燃物燃烧条件的验证实验如图所示。已知白磷的着火点为40℃，请你根据实验回答下列问题。

（1）三个实验中，白磷会燃烧的是_____（选填序号）

（2）通过A、C实验对比，证明可燃物燃烧的条件之一是_____。

【答案】（1）C    （2）温度达到着火点   

【解析】（1）A中白磷的温度没有达到白磷的着火点，所以没有燃烧；B中白磷没有与氧气接触，所以没有燃烧；C中白磷既与氧气接触，温度也达到了白磷的着火点，所以会燃烧；故填C。

（2）A中白磷与氧气接触，但白磷的温度没有达到白磷的着火点，所以没有燃烧；C中白磷既与氧气接触，温度也达到了白磷的着火点，所以会燃烧；对比实验A与C可知，可燃物燃烧需要温度达到着火点；故填：温度达到着火点。

7．【2019年河南省】如图，将注射器中的溶液缓缓推入V形管，有关反应的化学方程式为____________________________________；用80 ℃的热水加热盛有红磷和白磷的W形管时，发现白磷燃烧而红磷不燃烧，由此可说明燃烧需要的条件是____________________________________。

【答案】2H2O22H2O+O2↑  需要温度达到可燃物着火点

【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，用80 ℃的热水加热盛有红磷和白磷的W形管时，发现白磷燃烧而红磷不燃烧，二者都是可燃物，都接触氧气，但是由于着火点不同，所以现象不同，由此可说明燃烧需要温度达到可燃物着火点。

8．请根据如图实验回答问题。

（1）图一为测定空气里氧气含量的实验。点燃红磷前，需要用弹簧夹夹紧胶皮管的原因是　                                            　。 该实验中不能用铁丝代替红磷的原因是　                           　。

（2）图二为探究分子性质的实验。实验中观察到烧杯B中的液体由无色变为红色，说明分子具有的性质是　             　。

（3）图三为探究固体溶解时的热量变化实验，若向试管中加入的固体是NH4NO3，可观案到U形管内左侧液面　     　（填“低于”或“高于”）右侧液面。

【答案】（1）防止红磷燃烧放热导致集气瓶中的气体逸出；铁丝在空气中不能燃烧

（2）不断运动   （3）高于

【解析】（1）图一为测定空气里氧气含量的实验。点燃红磷前，需要用弹簧夹夹紧胶皮管的原因是防止红磷燃烧放热导致集气瓶中的气体逸出。铁丝在空气中不能燃烧，所以该实验中不能用铁丝代替红磷；

（2）烧杯A中的浓氨水与烧杯B中的酚酞试液没有接触，但是实验中观察到烧杯B中的液体由无色变为红色，这说明分子是在不断运动的；

（3）硝酸铵溶于水会吸收热量，造成集气瓶内的温度降低，气压减小，所以在外界大气压的作用下，U形管内的红墨水左端升高，右端下降。

9．“对比实验”是科学探究常用的方法。根据以下实验回答问题。

（1）图A中，可观察到　   　（填火焰的名称）处的火柴炭化最明显。

（2）图B中　   　（填“左”或“右”）边试管发烫。

（3）从图C中可得出燃烧的条件之一是　                            　，发生反应的化学方程式为　                          　。

（4）图D中打开可乐的瓶塞，可观察到大量气泡冒出，说明气体的溶解度与　  　有关。

【答案】（1）外焰   （2）左

（3）温度达到可燃物着火点   4P+5O22P2O5

（4）压强

【解析】（1）根据火焰各部分温度的不同，可分为外焰，内焰，焰心三层，外焰与氧的接触面积最大，燃烧最充分温度最高，火柴放在外焰位置最先变黑；

（2）氢氧化钠溶于放热，使溶液的温度升高；硝酸铵溶于水吸热，使溶液的温度降低；

（3）铜片上的白磷和红磷都与氧气接触，而温度达到了白磷的着火点，能够燃烧，温度没有达到红磷的着火点，不能燃烧，说明温度达到可燃物着火点时才能够燃烧。白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O22P2O5。

（4）打开汽水瓶冒出大量气泡，说明气体的溶解度随压强的减小而减小。

10．U型玻璃管是常见的化学仪器，在实验中有广泛的应用。

（1）借助U型玻璃管探究微粒的性质，如图1所示，打开玻璃旋塞，观察到湿润的红色石蕊试纸从左到右先后变蓝，该实验说明分子　                    　，湿棉花的作用是　                         。

（2）借助U型玻璃管探究钢铁锈蚀的条件，如图2所示：

①一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹，干燥的钢丝棉没有锈迹，此现象说明　  　。

②实验结束时，细心的同学发现浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹，说明本实验有不完善之处，请利用原有装置提出具体改进方案　                      　。

（3）借助U型玻璃管粗略测定空气中氧气的体积分数，如图3所示，得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是　                                 　。

【答案】（1）分子在不停地运动；吸收氨气防止进入空气，污染环境

（2）①钢铁锈蚀需要水；②在盛有凉开水的U型管两端液面上滴加植物油

（3）U型管左侧液面上升到刻度4处

【解析】（1）借助U型玻璃管探究微粒的性质，如图1所示，打开玻璃旋塞，观察到湿润的红色石蕊试纸从左到右先后变蓝，该实验说明分子在不停地运动；氨气进行空气会污染环境，所以要用湿棉花吸收氨气防止进入空气，污染环境；

（2）①由于钢铁锈蚀的条件是钢铁与空气和水同时接触。所以一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹，干燥的钢丝棉没有锈迹，此现象说明钢铁锈蚀需要水；

②实验结束时，细心的同学发现浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹，说明有少量氧气进入了凉开水中使钢丝生锈，为了控制变量﹣﹣氧气，在盛有凉开水的U型管两端液面上滴加植物油可以防止氧气进入凉开水中；

（3）借助U型玻璃管粗略测定空气中氧气的体积分数，如图3所示，得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是U型管左侧液面上升到刻度4处。

11．控制变量法是化学常用的研究方法。下列实验研究中都要使用控制变量法，根据下图实验回答问题：

（1）探究二氧化碳与水反应：将紫色石蕊浸泡过的小花，一半烘干放入盛有CO2的集气瓶中，如图A所示，观察到的现象是　                 　。其中干燥的纸花要探究的问题是　                                  　。

（2）探究燃烧的条件：图B所示实验实现了对多个影响条件的控制，其中水中白磷要研究的变量是　            　。

（3）已知金属活动性越强，与酸反应生成氢气的速率就越快。课外小组的同学想用图C所示装置探究Zn、Fe的活动性强弱。你觉得他们在研究中需要控制的影响变量有　

　                                                  。

【答案】（1）湿润的一侧由紫色变为红色；二氧化碳能否使石蕊变红

（2）氧气

（3）影响反应速率的其他因素如盐酸的浓度、金属与盐酸的接触面积等

【解析】（1）二氧化碳不能使紫色石蕊变红色，二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红色；故如图A所示，观察到的现象是湿润的一侧由紫色变为红色；其中干燥的纸花要探究的问题是二氧化碳能否使石蕊变红；

（2）探究燃烧的条件：水中的白磷没燃烧起来是因为没有与氧气接触；

（3）温度、反应物浓度、反应物接触面积等都会影响化学反应速率，要研究一种条件对化学反应的影响，就要保持其它条件不变。