向直三

【摘 要】化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在化學教學中的作用是不容忽視的。近幾年中考化學試題中，實驗部分的分值逐年提升，實驗題注重科學探究，主要體現(xiàn)在實驗的設計和評價，特別是在探究型實驗，重視考查學生解決問題的思維能力、分析能力、歸納能力、表達能力。教學中要引導學生開展科學探究，培養(yǎng)學生應用科學探究的方法，探究實際問題的能力。控制變量是初中化學科學探究的重要方法。

【關鍵詞】科學探究;控制變量;考題分析

控制變量法是化學探究實驗中最常用的方法。在初中化學教材中，多處體現(xiàn)這一科學探究的方法。在近幾年的中考化學試卷中，經(jīng)常出現(xiàn)控制變量法的分析、運用。

初中化學中用到控制變量方法主要有：探究鐵生銹的條件、物質(zhì)燃燒的條件、比較金屬活動性、影響固體物質(zhì)溶解速度的因素、影響化學反應速率快慢等。

初中化學學科，大多數(shù)同學舉不出化學中用到控制變量的例子，即使能夠舉出，也說不清楚，主要存在的問題有：在化學學習中不懂如何應用、找不到變量、思路不清、不會設計實驗方案、不會分析實驗結果、設計實驗方案不完善。怎樣引導學生應用控制變量法開展科學探究？如：影響固體物質(zhì)溶解性因素的探究。先根據(jù)生活經(jīng)驗和已有的化學知識，找出可能影響溶解速率的因素。

猜想：固體物質(zhì)的溶解性與溶質(zhì)種類、溶劑種類、溫度有關。

設計實驗：讓學生設計實驗，開展探究。下面是教師引導學生設計的實驗方案。

實驗結論：物質(zhì)的溶解性與溶質(zhì)的性質(zhì)、溶劑的性質(zhì)、溫度三個因素有關。

控制變量法在新課改中考題中時有出現(xiàn)，現(xiàn)舉例分析。

1.某同學在學習“金屬與酸的反應”時，設計了以下實驗報告，請將該實驗報告補充完整。

【實驗目的】_______。

【實驗用品】試管、鐵粉、鐵片、鎂片、5%鹽酸、10%鹽酸等。

【實驗內(nèi)容】 取足量等體積的鹽酸分別與a克下列各種金屬反應。

【實驗思考】由上述實驗探究得出，影響金屬與酸反應劇烈程度的因素有____。

2.在一次實驗課上，各小組同學用在不同地點找來的小石塊與稀鹽酸反應制取二氧化碳。此反應的化學方程式為____。

【提出問題】影響二氧化碳氣體產(chǎn)生速率的因素是什么？

【作出猜想】①不同地點石塊中碳酸鈣含量不同;②所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不同;③還可能是____。

【設計實驗】（1）驗證猜想①是否成立，要設計的實驗：分別取大小相同、質(zhì)量相同、____的石塊，加入質(zhì)量相同、____的稀鹽酸進行實驗。（2）驗證猜想②是否成立，對鹽酸的要求是____。

【交流討論】實驗中可以通過觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應速率。若要做到精確比較，應該測量的實驗數(shù)據(jù)是 。

【拓展延伸】上述實驗中，小明采用了控制變量的研究方法。用此方法探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響”，需要控制不變的因素有（答出兩點） ?。

解題思路：

小石塊的主要成分是CaC03，所以小石塊與稀鹽酸反應的方程式為：CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02↑

【作出猜想】 影響二氧化碳氣體產(chǎn)生速率的因素是可能有：石塊大小不同（或石塊質(zhì)量不同、鹽酸質(zhì)量不同）等。

【設計實驗】（1） 因為①的猜想是驗證不同地點石塊中碳酸鈣含量不同;所以要保證其它條件相同，采用不同地點的石頭做實驗。鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)也應該相同（2）②要驗證“所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不同”，所以要保證其它條件相同，取用不同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的鹽酸進行實驗。

【交流討論】通過觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應速率。需要測量相同時間內(nèi)收集的二氧化碳體積或收集相同體積二氧化碳所需的時間，兩種方法都可以。

【拓展延伸】影響反應的因素主要有：催化劑、溫度、溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、壓強等，若探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響”，就要保證其它條件相同，就催化劑是一個變量，就可以得到研究結果。

【答案】CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02↑

【作出猜想】石塊大小不同（或石塊質(zhì)量不同、鹽酸質(zhì)量不同）

【設計實驗】（1）不同地點 溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同（2）溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不同

【交流討論】相同時間內(nèi)收集的二氧化碳體積（或收集相同體積二氧化碳所需的時間）

【拓展延伸】溫度、溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、溶液質(zhì)量、壓強 【點評】該題考查了學生的實驗探究綜合能力，題目的難度較大，關鍵要理解控制變量法在化學研究中的應用。

（作者單位：湖北宜昌市長陽縣榔坪中心學校）