Question

如图所示，将一个塑料小球放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，小球漂浮于液面，将足量的铁粉投入到烧杯中，充分反应后，观察到铁粉表面有

 

色物质析出，写出反应的化学方程式

 

，溶液的质量

 

（填“增重”或“减轻”）．若溶液体积变化忽略不计，则塑料小球浸入液体中的体积跟原来相比

 

（填“变大”或“变小”或“不变”）．

Answer 1

考点：金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：根据物质的性质及其物质之间相互作用的实验现象等方面进行分析、判断，并且联系物理方面的知识正确解答，由于小球处于悬浮状态，所以重力一定等于浮力，也就是浮力不变，在浮力不变的前提下研究小球的上升与沉没，就是分析溶液的密度的改变问题．

解答：解：由于金属铁可以从硫酸铜溶液中置换出单质铜而最终变成硫酸亚铁溶液，所以会在铁粉表面观察到有红色物质出现，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄，反应使得原溶液的溶质CuSO₄转变为反应后的FeSO₄，二者质量关系为160份质量的CuSO₄转变为152份质量的FeSO₄，溶质质量减小，则溶液质量减轻，溶液体积基本保持不变，则溶液密度减小，小球受到的浮力依然等于球的质量，根据F_浮=ρgv_排，则可知小球浸入溶液的体积变大．
故答案为：红，Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄，减轻，变大．

点评：学科的结合增大了问题的难度，只要把握了物质所受浮力大小与溶液的密度密切相关，就可以把思考引向问题的关键：反应前后溶液质量的变化．