23．（6分）（2020·重庆B）化学规律建立在实验基础之上，质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。

（1）小东同学按照课本上的实验进行验证（如图1所示）。一段时间后，可以观察到铁钉表面出现　   　，其反应的化学反应方程式为　   　，反应前后天平读数不变，但溶液颜色变化不明显。
（2）小东想既能验证质量守恒定律，又能更快地观察到溶液颜色的变化，提出了以下设想：
【提出设想】设想一：增大硫酸铜溶液的浓度
设想二：用更活泼的金属锌代替铁钉
【实验验证】小东将以上实验进行了如下改进：

【实验分析】从以上现象分析，两个设想都不合适，其中按设想　   　（填“一”或“二”）进行的实验能够验证质量守恒定律。
实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是　   　（填序号）。
A．铁与饱和硫酸铜溶液不反应
B．铁表面形成了一层氧化膜，阻止了反应的进一步进行
C．生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行
D．水也参与了该反应，但饱和硫酸铜溶液中水太少
实验2虽然很快观察到溶液颜色变化，但出现了反应后总质量减小的情况，老师提醒小东，硫酸铜溶液呈酸性，所以总质量减小的原因可能是　   　。
（3）小东通过反复实验和探究得出：向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水，将实验2中的烧杯换成如图2所示装置，均能达到实验目的，但该装置中缺少一种物品，请你在装置图中画出。
【答案】（1）红色固体  Fe+CuSO₄＝Cu+FeSO₄
（2）【实验分析】一  C  溶液呈酸性，与锌反应生成的氢气从容器内逸出

（3）

【解析】（1）铁比铜活泼，铁可与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，实验中观察到铁钉表面出现红色固体，化学方程式是Fe+CuSO₄＝Cu+FeSO₄；（2）【实验分析】实验1中天平读数不变，说明反应前后质量不变，所以按设想一进行的实验能够验证质量守恒定律；实验1中溶液颜色几乎不变，可能是生成的铜快速沉积在铁表面，阻止了反应的进一步进行；硫酸铜溶液呈酸性，与锌反应生成的氢气从容器内逸出，造成总质量减小；（3）为防止生成的氢气从装置内逸出，该实验需要在密闭的容器内进行，可在此装置的导管口处拴上一个气球。