Question

如圖所示，將一個(gè)塑料小球放入盛有不飽和硫酸銅溶液的燒杯中，小球漂浮于液面，將足量的鐵粉投入到燒杯中，充分反應(yīng)后，觀察到鐵粉表面有紅色物質(zhì)析出．已知硫酸銅的溶解度小于硫酸亞鐵的溶解度．試回答下列問(wèn)題．
（1）寫(xiě)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
（2）反應(yīng)結(jié)束后，若溶液體積變化忽略不計(jì)，則塑料小球浸入液體中的體積比原來(lái)沒(méi)有加入鐵粉時(shí)浸入液體中的體積多．請(qǐng)你解釋此現(xiàn)象的原因．
（3）反應(yīng)結(jié)束后，若要在不用外力的情況下使小球上浮，你準(zhǔn)備采取的具體方法是．（寫(xiě)出一條即可）

Answer 1

分析：（1）鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵；
（2）結(jié)合浮力公式及溶液密度的變化分析小球的沉浮；
（3）根據(jù)小球的浮力不變，若要在不用外力的情況下使小球上浮則應(yīng)該使溶液的密度變大回答．

解答：解：（1）鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，反應(yīng)的方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）由于塑料小球不反應(yīng)，因此小球受到的浮力（F浮=ρ_液gV_排）不變；而塑料小球浸入液體中的體積比原來(lái)沒(méi)有加入鐵粉時(shí)浸入液體中的體積多的原因是：反應(yīng)生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量比原來(lái)溶液中硫酸銅的質(zhì)量小，則溶液的質(zhì)量減小，而溶液的體積不變，所以溶液的密度減小，所以塑料小球排開(kāi)的液體體積增大，浸入液體中的體積增多．
 （3）根據(jù)小球的浮力不變，若要在不用外力的情況下使小球上浮則應(yīng)該使溶液的密度變大，由于硫酸銅的溶解度小于硫酸亞鐵的溶解度，故可以向反應(yīng)后的溶液中加入硫酸亞鐵固體，攪拌使其溶解，增大溶液的密度（或加入食鹽等溶解）； 
故答案為：（1）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu     
（2）因?yàn)樯�成的硫酸亞鐵的質(zhì)量比原來(lái)溶液中硫酸銅的質(zhì)量小，溶液的質(zhì)量減小；溶液的體積不變，則溶液的密度減小，所以塑料小球排開(kāi)的液體體積增大，浸入液體中的體積增多；
（3）向反應(yīng)后的溶液中加入硫酸亞鐵固體，攪拌使其溶解即可．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道理化綜合性的題，考查了化學(xué)中金屬和鹽溶液的反應(yīng)原理和物理中浮力公式的應(yīng)用，依據(jù)化學(xué)原理和小球受到的浮力分析即可．