在化学实验中，我们经常需要研究金属与盐溶液之间的置换反应。例如，当铁（Fe）与硫酸铜（CuSO₄）溶液发生反应时，会发生一个典型的置换反应。这一反应不仅展示了活泼金属能够从其盐溶液中置换出较不活泼的金属，还为我们提供了一个观察化学变化的好机会。

铁和硫酸铜的反应可以表示为：

\[ Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu \]

在这个反应中，铁原子取代了硫酸铜中的铜离子，形成硫酸亚铁（FeSO₄）和单质铜（Cu）。为了更清楚地理解这个过程，我们可以将其改写成离子方程式：

首先，将硫酸铜溶解于水中，它会分解为铜离子（Cu²⁺）和硫酸根离子（SO₄²⁻）：

\[ CuSO_4 \rightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-} \]

而铁作为固体，不会以离子形式存在。当铁放入硫酸铜溶液中时，铁原子失去两个电子成为二价铁离子（Fe²⁺），同时铜离子获得这些电子变成铜原子沉积下来：

\[ Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^- \]

\[ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \]

综合以上步骤，整个反应的离子方程式可以写作：

\[ Fe + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu \]

通过观察实验现象，可以看到原本蓝色的硫酸铜溶液逐渐变为浅绿色（由于生成了硫酸亚铁），并且有红色的金属铜析出。这进一步验证了上述化学反应的正确性。

总结来说，铁与硫酸铜之间的反应是一个简单但重要的化学过程，它帮助我们更好地理解金属活动性顺序以及氧化还原反应的基本原理。希望通过对这一反应的学习，大家可以更加深入地掌握相关知识，并激发对化学世界的兴趣。