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初中化学:科学探究中如何控制变量?
科学探究是重要的学习方式,假设和验证是探究过程中的重要环节,为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”,同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”(可能是不含碳铁丝或含碳铁丝)末端,将它固定,用镊子夹住“铁丝”,然后将火柴在酒精灯上点燃,将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入,观察现象:;

(1)实验中,铁丝表面要先用砂纸打磨光亮再绕成“螺旋状”。铁丝表面要先用砂纸打磨光亮的原因是 ;
铁丝绕成“螺旋状”的目的是 ;
(2)甲同学只观察到“铁丝”红热一下,就没有再观察到其他现象,请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是(只答一条)。
(3)乙同学发现“铁丝”在纯净的氧气中燃烧起来,火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的文字表达式:;
(4)为了找出“铁丝”在纯氧中燃烧“火星四射”的原因,根据现有实验用品:不含碳细铁丝、含碳细铁丝、纯镁条、集气瓶装的几瓶纯氧气、酒精灯、火柴和镊子等,你认为可能的原因有:
假设1:;
验证方法是 ;
假设2:;
验证方法是 ;
只要假设合理,验证方法准确,根据实验现象,进行分析判断,就能得出结论。
解析:
(1)铁丝表面要先用砂纸打磨光亮的原因是除去铁丝表面的氧化物,铁丝绕成“螺旋状”的目的是增大铁丝的受热面积。
2)铁丝没有发生燃烧,说明瓶内氧气不足,造成瓶内氧气不足的原因有很多,比如收集时气体不纯、未收集满等,燃烧时火柴梗在空气中没有充分燃烧而消耗瓶内较多的氧气等。
(3)铁丝和氧气在点燃的条件下生成黑色固体四氧化三铁,文字表达式:铁+氧气点燃 四氧化三铁。
(4)假设1实验用品中的铁丝有含碳与不含碳的区别,可以猜想火星四射与铁丝中是否含碳有关,然后将两种铁丝进行对比实验,取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察实验现象。
假设2实验用品中还有金属镁,可以猜想是否不同种金属燃烧都会出现火星四射的现象,可以将几种金属进行对比实验,同时取上述几种金属用砂纸将表面打磨光亮,分别在纯氧中燃烧观察实验现象。
答案:
(1)除去铁丝表面的氧化物增大铁丝的受热面积
(2)集气瓶中氧气不足
(3)铁+氧气点燃 四氧化三铁
(4)铁丝中含碳引起的 取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察实验现象所有金属在纯氧中燃烧都会火星四射取上述几种金属用砂纸将表面打磨光亮,分别在纯氧中燃烧,观察实验现象。
实验探究铁丝燃烧现象中控制变量法的运用
化学实验常常受多种因素的影响,要探究哪一种因素起了主导作用,就必须在控制其他因素不变的情况下,研究其中某一种因素对实验结果的影响。这种方法经常运用到科学探究中,称为控制变量法。
例如运用控制变量法探究铁丝燃烧的实验中,设计实验验证假设时要注意控制变量,保证某一实验条件不同外,其他条件应控制完全相同。#初中化学#课堂点睛