Question

13．如图所示，弹簧秤下挂一重物，重物浸泡在硫酸溶液中，稳定时弹簧秤的度数为F₁．进行下列操作；
（1）向烧杯中加入足量的铁粉，充分搅拌并静置足够的时间后，溶液的体积未变，此时弹簧秤的度数为F₂．
（2）再向烧杯中加入过量的氧化铜粉末，充分搅拌并静置足够的时间后，溶液的体积未变，此时弹簧秤的度数为F₃．
假设重物与前、后溶液均不发生任何反应，也不会附上任何反应的生成物，下列说法正确的是（　　）

• A． 弹簧秤的度数F₁小于F₂
• B． F₂与F₃大小无法比较
• C． 反应中只发生置换和复分解反应
• D． 操作2过程中重物受到的浮力一直减小

Answer 1

分析 考虑物体受到浮力的大小与液体的密度、排开的体积有关．
根据“弹簧秤下挂一重物，重物浸泡在硫酸溶液中，稳定时弹簧秤的度数为F₁”，“再铁粉，充分搅拌并静置足够的时间后，溶液的体积未变，此时弹簧秤的度数为F₂”，可知铁与硫酸反应，使溶液质量增加，溶液体积不变而质量增加，则溶液密度增大，溶液密度的增大使重物所受浮力增大，浮力的增大而使弹簧秤的读数减少．
如果硫酸过量，再向烧杯中加入过量的氧化铜粉末，会反应，使溶液质量增加，溶液体积不变而质量增加，则溶液密度增大，溶液密度的增大使重物所受浮力增大，浮力的增大而使弹簧秤的读数减少，即F₂＞F₃；如果硫酸不足反应完，F₂与F₃相同；

解答 解：根据“弹簧秤下挂一重物，重物浸泡在硫酸溶液中，稳定时弹簧秤的度数为F₁”，“再铁粉，充分搅拌并静置足够的时间后，溶液的体积未变，此时弹簧秤的度数为F₂”，可知铁与硫酸反应，使溶液质量增加，溶液体积不变而质量增加，则溶液密度增大，溶液密度的增大使重物所受浮力增大，浮力的增大而使弹簧秤的读数减少，即F₁＞F₂．
如果硫酸过量，再向烧杯中加入过量的氧化铜粉末，会反应，使溶液质量增加，溶液体积不变而质量增加，则溶液密度增大，溶液密度的增大使重物所受浮力增大，浮力的增大而使弹簧秤的读数减少，即F₂＞F₃；如果硫酸不足反应完，F₂与F₃相同；故F₂与F₃大小无法比较．
故操作2过程中重物受到的浮力不一定一直减少．
故选C．

点评 本题为跨学科的综合题，利用化学知识分析溶液质量的变化后，使用物理学知识对重物所受浮力进行计算，综合使用各学科知识完成解答．