Question

某同學做了個如圖實驗，將一個塑料小球放入盛有硫酸銅溶液的燒杯中，小球漂浮于液面，將足量的鐵粉投放到燒杯中，充分反應．
（1）實驗中觀察到鐵粉表面有______色物質析出，寫出有關反應的化學方程式______．
（2）若溶液體積變化忽略不計，則塑料小球浸入液體中的體積跟原來相比______（填“變大”或“變小”“不變”），原因是什么？______．

Answer 1

解：由于金屬鐵可以從硫酸銅溶液中置換出單質銅而最終變成硫酸亞鐵溶液，所以會在鐵粉表面觀察到有紅色物質出現；
故答：紅，Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
反應使得原溶液的溶質CuSO₄轉變為反應后的FeSO₄，二者質量關系為160份質量的CuSO₄轉變為152份質量的FeSO₄，溶質質量減小則溶液質量減小，溶液體積基本保持不變，則溶液密度減小，故塑料小球所受浮力減小浸入溶液的體積增大．
答案：變大；因為鐵進入溶液而銅析出，溶液密度減小，小球受到的浮力依然等于球的質量，因此浸入溶液的體積增加．
分析：（1）分析所發生的反應，回答反應中所出現的現象并寫出反應的化學方程式；
（2）分析反應前后溶液質量變化，得出溶液密度受反應影響情況，判斷液面上小球浸入液體中體積變化．
點評：學科的結合增大了問題的難度，只要把握了物質所受浮力大小與溶液的密度密切相關，就可以把思考引向問題的關鍵：反應前后溶液質量的變化．