10.金屬與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)一 般會(huì)引起溶液密度變化,科學(xué)興趣小組決定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證鐵塊與硫酸銅反應(yīng)時(shí)溶液密度變化情況.如圖1所示,彈簧測(cè)力計(jì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理是,當(dāng)硫酸銅溶液密度發(fā)生變化時(shí),銅塊A受到的浮力發(fā)生變化,從而引起彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化.該實(shí)驗(yàn)方案中,彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)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(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化描繪成圖,下列各圖中正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化的是C.
(3)小科認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案可以簡(jiǎn)化,在彈簧測(cè)力計(jì)下方直接掛一鐵塊C,觀察彈簧測(cè)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(jì)是否科學(xué),并說(shuō)明理由:不科學(xué),鐵塊與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會(huì)附在鐵塊表面,影響彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù).

分析 考慮鐵塊與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會(huì)附在鐵塊表面,彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)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=$\frac{m}{v}$;由于質(zhì)量變小,體積不變,故ρ變;根據(jù)FgV,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,可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大.
(2)根據(jù)FgV,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,可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大.故圖中正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化的是A.
(3)小科認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案可以簡(jiǎn)化,在彈簧測(cè)力計(jì)下方直接掛一鐵塊C,觀察彈簧測(cè)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(jì)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(huì)附在鐵塊表面,影響彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù).
故答案為:
(1)彈簧測(cè)力計(jì)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(huì)附在鐵塊表面,影響彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù).

點(diǎn)評(píng) 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(duì)溶液質(zhì)量的影響,綜合性較強(qiáng),難度較大,要仔細(xì)審題.

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