Question

10．金屬與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)時一 般會引起溶液密度變化，科學(xué)興趣小組決定設(shè)計實驗來驗證鐵塊與硫酸銅反應(yīng)時溶液密度變化情況．如圖1所示，彈簧測力計掛一銅塊A，燒杯中盛有硫酸銅溶液B，杯底放入一鐵塊C．

（1）科學(xué)興趣小組實驗設(shè)計的原理是，當(dāng)硫酸銅溶液密度發(fā)生變化時，銅塊A受到的浮力發(fā)生變化，從而引起彈簧測力計示數(shù)的變化．該實驗方案中，彈簧測力計的示數(shù)變化與溶液密度變化之間存在怎樣的關(guān)系？彈簧測力計的示數(shù)隨溶液密度的減小而變大．
（2）科學(xué)興趣小組將反應(yīng)過程中彈簧測力計的示數(shù)變化描繪成圖，下列各圖中正確反映彈簧測力計示數(shù)變化的是C．
（3）小科認(rèn)為該實驗方案可以簡化，在彈簧測力計下方直接掛一鐵塊C，觀察彈簧測力的示數(shù)變化就可知道溶液的密度變化（如圖2所示）．你認(rèn)為小科的設(shè)計是否科學(xué)，并說明理由：不科學(xué)，鐵塊與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會附在鐵塊表面，影響彈簧測力計示數(shù)．

Answer 1

分析 考慮鐵塊與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會附在鐵塊表面，彈簧測力計的示數(shù)隨溶液密度的變大而減�。�

解答 解：（1）“如圖1所示，彈簧測力計掛一銅塊A，燒杯中盛有硫酸銅溶液B，杯底放入一鐵塊C”，C為鐵塊，B為硫酸銅溶液，二者發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．由化學(xué)方程式可得：每56份質(zhì)量的鐵可置換出64份質(zhì)量的銅，而溶液的質(zhì)量則減小，根據(jù)ρ_液=$\frac{m}{v}$；由于質(zhì)量變小，體積不變，故ρ_液變��；根據(jù)F_浮=ρ_液gV，由于溶液的密度變小，所以A所受的浮力變小，由于重力變不變，據(jù)公式：F=G-F_浮，可知彈簧測力計的示數(shù)會變大．
（2）根據(jù)F_浮=ρ_液gV，由于溶液的密度變小，所以A所受的浮力變小，由于重力變不變，據(jù)公式：F=G-F_浮，可知彈簧測力計的示數(shù)會變大．故圖中正確反映彈簧測力計示數(shù)變化的是A．
（3）小科認(rèn)為該實驗方案可以簡化，在彈簧測力計下方直接掛一鐵塊C，觀察彈簧測力的示數(shù)變化就可知道溶液的密度變化（如圖2所示）．則小科的設(shè)計是否科學(xué)，理由為：不科學(xué)，鐵塊與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會附在鐵塊表面，影響彈簧測力計示數(shù)．
故答案為：
（1）彈簧測力計的示數(shù)隨溶液密度的減小而變大；（2）A；
（3）不科學(xué)，鐵塊與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會附在鐵塊表面，影響彈簧測力計示數(shù)．

點評 本題考查的是金屬的有關(guān)性質(zhì)，本題以重物所受的力為依托，變相考查了改變外部環(huán)境對溶液質(zhì)量的影響，綜合性較強，難度較大，要仔細(xì)審題．