西汉时《淮南万毕术》记载：“曾青得铁则化为铜”。
（1）为了模拟此反应，某兴趣小组将打磨光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中，发生反应的化学
方程式为，打磨铁钉的目的是。实验中观察到：铁钉表面有红色固体析出，溶液变为浅绿色，出现小气泡。小组同学对“出现小气泡”这一异常现象展开探究。
【查阅资料】
①硫酸铜溶液呈酸性，铁与酸性溶液反应会产生氢气。
②溶液酸性的强弱取决于其中氢离子的浓度，可用pH来表示。溶液中氢离子浓度越大，酸性就越强，pH越小。
③硫酸亚铁溶液会与氧气发生反应从而产生氢离子。
【探究一】探究硫酸铜溶液酸性强弱的影响因素
小组同学利用打磨光亮的铁钉与不同的硫酸铜溶液进行以下实验。并记录了现象。
实验 | 不同的硫酸铜溶液 | 浅绿色 | 有无红色固体 | 有无气泡 |
① | 2%硫酸铜冷溶液 | 较慢 | 有 | 无 |
② | 2%硫酸铜热溶液 | 较快 | 有 | 无 |
③ | 4%硫酸铜冷溶液 | 较慢 | 有 | 无 |
④ | 4%硫酸铜热溶液 | 较快 | 有 | 有 |
（2）由实验②④推知：硫酸铜溶液酸性强弱与溶液的浓度有关；由实验推知：酸铜溶液酸性强弱与有关。
【探究二】探究铁与硫酸铜溶液反应过程中的酸性强弱变化及其原因
将打磨光亮的铁钉放入30mL4%硫酸铜溶液中，插入pH传感器检测溶液pH变化(如图1)，同时插入氧气传感器检测密闭容器内氧气含量的变化(如图2)。
（3）由图1和图2可知，铁与硫酸铜溶液反应过程中，溶液的酸性(填“增强”或“减弱”)，其原因是。设计实验进行验证：用配制30mL4%硫酸铜溶液，放入光亮的铁钉，用pH传感器测密闭容器中溶液
（4）小组同学配制了30mL4%热的硫酸铜溶液，放入光亮的铁钉，用pH传感器测密闭容器中溶液pH变化(如图3)。分析图3，依据可判断铁与硫酸铜溶液的反应已经停止。
（5）图1和图3曲线的起点pH不同，原因是，请设计实验进行验证：。
【反思与结论】
（6）依据上述三个探究实验，兴趣小组向化学老师建议课堂演示铁与硫酸铜反应的最佳实验条件是。通过上述探究实验得出：利用铁钉和硫酸铜溶液验证质量守恒定律时装置需要。
