热点04 控制变量方法专题-2024年中考化学题型专练（苏州专练）

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化学思想和方法系列
1. 控制变量方法
【题型特点】
当研究多个因素之间的关系时，往往先控制保持一个或多个量不变，调整另一个或多个量改变，来探究这些量之间的关系。控制变量的实验往往同时有对比实验，对比实验不同条件下的不同实验现象，运用对比分析的方法找出不同条件对实验结果的影响。
控制变量法是化学中常用的探究问题和分析解决问题的科学方法之一，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，这一思想是初中化学中的一种主要探究方式。
【主要考查内容】
1.催化剂对反应速率的影响
2.二氧化碳与水反应的探究：
3.物质燃烧条件的探究；
4.铁锈蚀条件的探究；
1.催化剂对反应速率的影响
2.二氧化碳与水反应的探究：
3. 铁钉锈蚀条件的探究
4. (1)探究燃烧条件的实验装置.
（2）实验设计中运用的实验方法
A.对比实验法：
铜片上的白磷和红磷是一组对比实验，是为了说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。铜片上的白磷和水中的白磷是一组对比实验，是为了说明需要与氧气接触。
B.控制变量法：
把白磷放在水中，通过液封二隔绝空气，是为了提供燃烧所需的任意条件而控制另一个条件。
例1. （2023年山东省青岛市崂山区中考一模）实验设计的严谨性直接会影响实验结论的准确性。下列实验设计不能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
例2．（2023年广东省广州市增城区中考一模）下列实验、现象、结论的描述都正确的是
A. AB. BC. CD. D
例3．（2023年山东省枣庄市台儿庄区中考一模）某化学兴趣小组设计了如图所示实验来探究燃烧的条件。已知白磷着火点为40 ℃，红磷着火点为240 ℃，下列说法错误的是
A. 白磷1燃烧而白磷2不燃烧说明燃烧需要空气
B. 白磷1燃烧而红磷不燃烧说明燃烧需要温度达到着火点
C. 气球的作用是防止燃烧产生的P2O5污染空气
D. 通氧气可使白磷2燃烧，升高水温可使红磷燃烧
1．（2023年广东省佛山市三水区、顺德区中考一模）取等质量的金属开展如图探究，下列说法正确的是
A. 对比甲乙可探究：镁比铁的金属活动性强
B. 对比乙丙可探究：镁比锌的金属活动性强
C. 对比乙丁可探究：反应的剧烈程度与反应物间的接触面积有关
D. 对比丙丁可探究：反应的剧烈程度与酸的浓度有关
2．（2023年广东省佛山市南海区中考一模）下列实验方案，不能达到相应实验目的的是
A. 探究分子运动与温度有关
B. 探究二氧化锰对过氧化氢分解的影响
C. 探究铁生锈的条件之一：铁与水接触
D. 通过电解水并验证气体产物成分，探究水的组成
3．（2023年陕西省西安市雁塔区陕西师范大学附属中学中考一模）已知白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃。如图实验，三支试管里面充满氮气，初始温度25℃，升温至60℃后，用注射器同时向②③试管中迅速注入足量氧气。下列说法有误的是
A. 只有②中有燃烧现象
B. 由①②现象说明可燃物达者火点未必燃烧
C. 若继续水浴升温，则③中一定会燃烧
D. 该实验能总结出燃烧的条件
4．（2023年山东省济宁市嘉祥县中考一模）某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素，使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验，分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2浓度从0-8%为研究对象，下列实验结果的分析，正确的是
①③为研磨成粉末状钙片②④为片状钙片
A. 对比②③，温度越高，反应速率越快
B. 对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C. 对比①④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D. 对比①②③④，④的反应速率最慢
5．（2023年天津市西青区中考一模） 通过下列实验可以得出的结论，其中不合理的是（ ）
A. 甲实验中黄铜片能在铜片上刻画出痕迹可以说明黄铜的硬度比铜片大
B. 乙实验既可以说明分子在不停的运动着，又可以说明氨水显碱性
C. 丙实验既可以说明二氧化碳易溶于水，又可以说明二氧化碳具有酸性
D. 丁实验既可以说明一氧化碳具有还原性，又可以说明一氧化碳具有可燃性
6．（2022·四川绵阳·中考真题）某化学兴趣小组设计了如图所示实验来探究燃烧的条件。已知白磷着火点为40 ℃，红磷着火点为240 ℃，下列说法错误的是（ ）
A．白磷1燃烧而白磷2不燃烧说明燃烧需要空气
B．白磷1燃烧而红磷不燃烧说明燃烧需要温度达到着火点
C．气球的作用是防止燃烧产生的P2O5污染空气
D．通氧气可使白磷2燃烧，升高水温可使红磷燃烧
7．（2022·山东日照·中考真题）如图所示，把同样大小的滤纸碎片和乒乓球碎片分开放在一块薄铜片的两侧，加热铜片的中部，下列实验现象或结论正确的是（ ）
A．乒乓球碎片不是可燃物，不能燃烧
B．实验过程中滤纸碎片先燃烧，乒乓球碎片后燃烧
C．铜片导热和滤纸碎片燃烧都是物理变化
D．实验说明燃烧的条件之一是温度需要达到着火点
8．某实验小组利用如图所示仪器探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：
Ⅰ．用MnO2、CuO，Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液温合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂，大小相同的海藻酸钠微球，备用。
Ⅱ．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用甲图装置进行实验，改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图（见乙图）。下列说法不正确的是（ ）
A．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁
B．每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同
C．用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开
D．实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热
9．(2022年陕西省中考B卷）如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是（ ）

A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D．丙中，导管内上升一段水柱
10．（2022湖南湘西州中考）为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学设计了以下四组实验。下列说法错误的是（ ）
A．通过实验①、②，能验证金属活动性：Fe＞Cu
B．通过实验①、②、③，能验证金属活动性：Fe＞Cu＞Ag
C．实验④中X为Cu，Y为FeSO4，能验证金属活动性：Fe＞Cu
D．实验④中X为Cu，Y为AgNO3，能验证金属活动性：Cu＞Ag
11.为探究铁生锈的影响因素，某兴趣小组做了如下实验：
（实验方案）将3枚洁净铁钉同时置于如图所示环境下的试管中，观察铁钉锈蚀情况。
（实验现象）一周后，___________（填序号）中铁钉明显生锈。
（获得结论）
（1）对照实验Ⅰ、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为___________。
（2）对照实验Ⅱ、Ⅲ，可知铁锈蚀的条件之一为___________。
结论：铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
（拓展探究）小明联想起海边的铁器很容易生锈、从而猜测氯化钠（食盐的主要成分）能加快铁的锈蚀。请帮他设计一个实验方案验证猜测。简单操作：___________，当观察到___________，即可证明小明的猜想正确。
（反思交流）放学后小明告诉妈妈关于防止厨房菜刀生锈的做法：
（1）___________；（2）___________（合理即可）。
12.（2021湖南郴州）下图为探究燃烧条件的实验装置，已知：白磷有毒，且燃烧时产生的P2O5对环境有污染。
（1）对比图1中铜片上的白磷和热水中的白磷的现象，说明燃烧的条件之一是______。
（2）图2和图1相比，图2的优点是______；已知P2O5+3H2O=2H3PO4，请写出P2O5与NaOH溶液反应的化学方程式：______。
（3）图3中“水火相容”的壮观景象给我们启示，灭火时应选择合适的方法，下列处理方式正确的是______。
A．油锅着火：用水浇灭B．室内起火：打开门窗C．图书馆内图书起火：用二氧化碳灭火器
（4）“纸火锅”是用纸来代替铁锅，纸不会燃烧的原因是______。
（5）经上述实验探究，请预测白磷在实验室的保存方法______。
13．（2022山东烟台中考）某兴趣小组利用图一装置探究O2浓度、温度等条件对物质燃烧的影响，进行了以下操作。
①点燃蜡烛后伸入广口瓶，立即塞紧橡皮塞，观察到蜡烛在瓶内燃烧，白磷不燃烧。
②待蜡烛自动熄灭，装置冷却后，在t1时，将滴管中的水全部滴入广口瓶，铝盒中的白磷开始燃烧。
图二是广口瓶内O2浓度随时间变化的图像。
（1）图二中0﹣t1时间内，曲线下降的原因是 。
（2）生石灰的作用是 。
（3）盛放在铝盒中的白磷燃烧，说明金属铝具有良好的 性。
（4）本实验能得出的结论是 （填序号）。
A.可燃物燃烧氧气必须充足
B.白磷燃烧结束后广口瓶内没有O2存在
C.蜡烛燃烧需要O2的最低浓度高于白磷燃烧需要O2的最低浓度
14．（2022年江西省中考）“世界棉花看中国，中国棉花看新疆”，棉花在化学实验中也常被使用。
(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是__________。
(2)实验②中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是_______。如果加热蘸有水的棉花时间较长，可观察到的现象是______。
(3)实验③的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c内棉花中放氯化钙的目的是________。实验几天后观察到试管_________(填序号)中的铁钉生锈，从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。
15．（2022山东烟台中考）学习完金属的化学性质，兴趣小组进行了如图所示的实验。
【查阅资料】硝酸铜溶液呈蓝色，硝酸亚铁溶液呈浅绿色，硝酸锌溶液呈无色。
【实验一】同学们进行如图一所示的实验，验证铁、锌、铜、银四种金属活动性强弱。
（1）试管①中观察到的实验现象是 。试管③中反应的化学方程式是 。
（2）你认为通过上述图一所示的三个实验能否验证铁、锌、铜、银四种金属在溶液中的活动性强弱
（填“能”或“不能”）。
【实验二】在完成实验一的过程中，同学们将试管①②③内反应后的物质都倒入废液缸中（如图二）。小组同学对废液缸中混合物的成分产生了探究兴趣。待混合物充分反应后，过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。
（3）小明将铁丝放入浅绿色滤液中，一段时间后，铁丝表面没有发生变化。由此判断滤液中含有的溶质是 （填化学式）。
（4）探究滤渣的成分
【提出问题】滤渣的成分是什么？
【作出猜想】小明的猜想：银、铜、铁、锌
你的猜想：猜想Ⅰ ；
猜想Ⅱ：银、铜、铁
【分析思考】同学们认为小明的猜想不正确，结合上述的实验现象分析，小明的猜想不正确的原因是
。
【进行实验】实验证明猜想Ⅱ正确，请你完成下列实验方案。
【反思交流】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑 。
16.（2021成都）某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】
①氯化钙固体可作干燥剂。
②一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。
③常温常压，氢气密度是dg/mL.
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表1.
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的________发生化学反应。
（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与________有关。
（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是________________。写出除铁锈的化学方程式________________。
（4）实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t,时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
图2

图3 图4
据图3，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是________________。
（5）据图4，对比AB段和BC段说明________________，分析t3时刻压强突然变大的原因是________________。
（6）实验三：测定铁锈含量
图5
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接图5装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。
完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL,则该固体中铁锈质量分数表达式为________________。
（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是________，解决方法是________________。
（8）【反思与评价】
与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是________________。
17.（重庆市第一中学2021-2022学年度上期期末考试）设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题是化学重要的学科思想
（1）图一三个实验均可用于测定空气中O2含量，测得实验过程中密闭容器内O2体积分数随时间的变化关系如图二所示，依据图中信息分析。
①A B均利用铁生锈能消耗_______进行测定。
②若要比较准确地测定空气中O2的含量最佳实验是______(填“A”“B”或C”)。
（2）铜在潮湿空气中生锈是与CO2、O2和H2O共同作用的结果，仿照铁生锈设计如下实验
①C中Cu的作用____________________________（用方程式表示）
②AD对比证明Cu生锈需要_____________，D中尾部NaOH溶液的作用是__________________________
③实验有不合理的地方，将B稍作改进即可达目的，在方框内完成装置改进图并标出具体物质。______
18. 某化学兴趣小组的同学为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如图1所示的装置进行了两次实验。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的 3mL5%的双氧水（过氧化氢溶液）注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图Ⅱ所示。
（1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是 ______（填序号）。
A 快速推注射器活塞 B 缓慢推注射器活塞
（2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果，通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 ______。
（3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。
【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。
（4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考：
①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体操作是_____。
②请你从曲线中找出 FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应的化学反应方程式 ________。
19. 某兴趣小组同学对实验室制备氧气的催化剂进行如下探究。
（提出问题）二氧化锰常作为氯酸钾分解制取氧气的催化剂，那其他氧化物是否也能催化氯酸钾分解呢？是否比二氧化锰催化效果更好？
（1）（查阅资料）研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解(分解时放出热量)有催化作用，分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示：
实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的氧化物是________。
（2）（设计并完成实验）
Ⅰ.将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ.将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰混合均匀加热
Ⅲ.将Xg氯酸钾与1.0g氧化铜混合均匀加热
（实验现象分析）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到1.0g黑色粉末，再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同。Ⅲ中X的值应为________，实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明________。
（3）（结论）氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中的化学反应方程式为 。
（4）（实验反思）
a.实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是________。
b.在相同温度下比较两组实验产生氧气的快慢，通常可采用的方法有：
①测量 ；
②测量 。设计方案
一周以后的实验现象
结论
把洁净的铁钉放在干燥的试管中,并放入用棉花包裹的氯化钙干燥剂,用橡皮塞密封试管口。
铁钉表面无变化
铁钉生锈不只是与氧气有关系.
把洁净的铁钉全部浸在盛有煮过蒸馏水的试管中，将植物油滴在水面上密封。
铁钉表面无变化
铁钉生锈不只是与水有关系
把洁净的铁钉一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置
铁钉表面有铁锈生成
铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果
A．探究铁钉生锈需
要氧气
B．探究溶剂种类对溶
解性的影响
C，验证质量守恒
定律
D．验证生石灰遇水
放热
选项
实验
现象
结论
A
探究金属活动性
无明显现象
铜的活动性比铝强
B
探究燃烧的条件
白磷1燃烧，白磷2不燃烧
白磷1的着火点比白磷2高
C
探究催化剂的种类
①②中看到有大量气泡生成，木条复燃
MnO2不是过氧化氢分解的唯一催化剂
D
探究二氧化碳的密度大小
下层蜡烛先熄灭
二氧化碳的密度比空气大
实验步骤
实验现象
结论
取少量滤渣样品， 。
。
猜想Ⅱ正确
试管
一周后现象
A
铁钉表面有一层铁锈
B
铁钉表面无明显变化
C
铁钉表面无明显变化
D
铁钉表面有较厚铁锈
氧化铁
氧化铝
氧化铜
氧化镁
开始反应
420
515
305
490
剧烈反应
490
540
350
545