变量分析思想在化学实验中的应用

● 示例：探究小组同学在学习了催化剂的知识后，他们想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用。

● 提出问题：氧化铜是否在氯酸钾分解制氧气中充当了催化剂的作用？ 

● 作出假设：氧化铜在氯酸钾分解制氧气中充当了催化剂的作用。 

● 反应变量检测原理：氧化铜的存在改变了氯酸钾的分解速率。 

变量分析

影响氯酸钾分解速率的因素，可能有氯酸钾的用量大小、反应容器的大小、加热时对酒精灯火焰大小的规定等等，使它们成为无关变量。而在一支试管（充当反应容器）中加入一定量的氧化铜粉末，另一支试管中不加氧化铜粉末，这样，使加与不加氧化铜作为实验变量，即自变量x(也就是实验变量)，至于反应变量，当然是氯酸钾分解所得氧气的速率大小了。但是，对于反应变量，在探究实验中如何用可操作性的方法来检测是很关键的。

本实验中，探究小组的同学用了如下的方法：将氯酸钾分解产生的气体通入水槽中，看气泡放出时的速率，观察加了氧化铜的氯酸钾加热分解产生氧气的速率，与不加氧化铜的那份氯酸钾分解产生氧气气泡时速率有没有改变。在此，同学们又发现，导管的长度和粗细也会影响气泡产生的先后和速率，因此，采用了同样粗细和长短的导管，这样，使它们也成了无关变量加以控制，可见，变量分析出应该是个动态的过程。

❤ 设计的对比实验如下： ❤ 

 ①任取两份相同质量的氯酸钾，分别放入两支相同的试管，在其中一份中加入经精确称量的n克氧化铜粉末。 

②将两份氯酸钾同时在相同的条件下正确加热，将放出的气体通入水中观察放出气体的快慢。 

③停止加热、冷却，将原先混有氧化铜的反应后的混合物加水溶解，心小过滤，得滤出物，洗涤并干燥。 

④观察滤出物的状态和颜色。如果发现是黑色粉末状固体，则继续作如下操作： 

⑤用天平称出黑色粉末的质量，观察并记录，看是不是仍为n克。 

⑥将滤出物和炭粉混合，在密闭容器中高温加热，将反应产生的气体通人澄清石灰水中并观察实验现象。 

❤ 结果预测： ❤ 

如果两支试管中的氯酸钾分解速率不一样，且 

Ⅰ：反应后称量黑色固体粉末（即步骤⑤）仍为n 克； 

Ⅱ：步骤⑥中实验结果出现黑色粉末变红色现象，且澄清石灰水变浑浊，说明氯酸钾分解反应后，所加的氧化铜没有被分解。 

小结：以上对照组实验变量分析可知，对照组实验的函数本质是：y=f(x)，即反应变量y关于实验变量x的函数，当然，作为y=f(x)中，无关变量k是隐含的，它作为对照实验的控制条件，是同样的。