張軍　張尤勝

控制變量法是針對(duì)研究多個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí)采用的一種方法，使用時(shí)需先控制其他幾個(gè)因素都不變，集中研究其中一個(gè)因素的變化所產(chǎn)生的影響。

初中化學(xué)中控制變量法的應(yīng)用主要滲透到實(shí)驗(yàn)探究題中考查，選擇題中也常涉及。下面以探究燃燒條件的因素為例（如圖1），來(lái)介紹控制變量法應(yīng)用試題的一般思路——四步法。

1.明確探究問(wèn)題。如該實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題是燃燒的條件。

2.尋找影響因素。如該實(shí)驗(yàn)影響的因素有：（1）可燃物；（2）與空氣（或氧氣）接觸；（3）溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)。

溫馨提示：白磷的著火點(diǎn)為40℃，紅磷的著火點(diǎn)為240℃。

特別提醒：初中化學(xué)探究該實(shí)驗(yàn)時(shí)一般不研究可燃物這個(gè)因素，且探究的前提是其他因素均相同（如形狀、大小等）。

3.控制其他因素。先確定研究的因素，再控制其他因素不變。如該實(shí)驗(yàn)中要研究的因素是可燃物的著火點(diǎn)，則需要控制的另外一個(gè)因素不變，即物質(zhì)都與空氣（或氧氣）接觸。

4.改變研究因素。在控制其他因素不變的條件下，改變研究因素，進(jìn)一步探究。

如確定該實(shí)驗(yàn)研究的因素是可燃物的著火點(diǎn)，那么改變研究因素的方案應(yīng)選擇“銅片上的白磷和紅磷”作為研究對(duì)象，可觀察到白磷燃燒而紅磷不燃燒。如果研究“是否與空氣或氧氣接觸”這個(gè)變量，則應(yīng)選擇“銅片上的白磷和熱水中的白磷”。

初中化學(xué)應(yīng)用控制變量法的實(shí)驗(yàn)主要有：①金屬銹蝕條件的探究；②影響金屬與酸反應(yīng)快慢的因素；③影響固體物質(zhì)溶解速度的因素；④化學(xué)反應(yīng)速率快慢的因素；⑤過(guò)氧化氫或氯酸鉀制取氧氣快慢的影響因素等。

例1 控制變量是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的一種研究方法。下列實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)不合理的是（ ）。

A.用兩個(gè)相同型號(hào)的塑料瓶各收集一瓶氧氣和二氧化碳，再分別注入等量的水，旋緊瓶蓋，振蕩，通過(guò)觀察塑料瓶變癟的程度，比較氧氣和二氧化碳在水中溶解性的強(qiáng)弱

B.用等體積等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的雙氧水和不同質(zhì)量的二氧化錳混合，測(cè)定收集相同體積氧氣所需要的時(shí)間，探究催化劑用量對(duì)反應(yīng)速率的影響

C.取等體積不同地區(qū)的兩種天然水，分別加入不同體積的同種肥皂水，振蕩，觀察產(chǎn)生泡沫的多少，比較兩種天然水中Ca2+、Mg2+含量的高低

D.在相同規(guī)格的燒杯中分別加入等體積的熱水和冷水，分別在其中加一滴紅墨水，比較紅墨水在水中的擴(kuò)散速率，探究溫度對(duì)分子運(yùn)動(dòng)速率的影響

解析 A實(shí)驗(yàn)中二氧化碳能溶于水，氧氣不易溶于水，可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；B實(shí)驗(yàn)中二氧化錳可以作為過(guò)氧化氫分解的催化劑，二氧化錳用量不同，反應(yīng)的速率不同，選項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的；C實(shí)驗(yàn)中存在多個(gè)變量，無(wú)法通過(guò)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；D實(shí)驗(yàn)中溫度越高分子的運(yùn)動(dòng)速率越快，擴(kuò)散的速率起快，選項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的。

答案：C。

例2 進(jìn)行下列對(duì)比試驗(yàn)，不需要控制變量的是（ ）。

A.用紅磷和白磷探究可燃物燃燒的條件

B.用鐵釘探究鋼鐵生銹的條件

C.用足量稀鹽酸區(qū)分氯化鉀溶液和碳酸鉀溶液

D.用鎂、鋅與稀硫酸反應(yīng)，比較鎂、鋅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

解析 探究可燃物燃燒的條件時(shí)，銅片上的白磷與銅片上的紅磷屬于對(duì)照實(shí)驗(yàn)，都與氧氣接觸，都屬于可燃物，變量是著火點(diǎn)不同，白磷的著火點(diǎn)低，紅磷的著火點(diǎn)高，熱水能達(dá)到白磷的著火點(diǎn)，達(dá)不到紅磷的著火點(diǎn)，從而證明可燃物燃燒溫度必須達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)，所以需要控制變量；鐵生銹可能與是否和氧氣或水接觸有關(guān)，可分別設(shè)計(jì)鐵釘與氧氣、水同時(shí)接觸，鐵釘只與氧氣接觸，鐵釘只與水接觸的實(shí)驗(yàn)，需要控制變量；鹽酸不能與氯化鉀反應(yīng)，鹽酸與碳酸鉀反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，無(wú)需控制變量；D項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，金屬片的長(zhǎng)度、厚薄、稀硫酸的濃度和用量均相同時(shí)，才能比較鎂、鋅的金屬的活動(dòng)性，需要控制變量。

答案：C。（收稿日期：2016-09-15）