Question

(9分)有一包粉末，可能由C、CuO、Fe三種物質中一種或幾種組成。某同學為了探究它的成分，按如下步驟進行實驗：
(1)先對實驗做了如下設想和分析：
取少量粉末于燒杯中，向燒杯中加入過量的稀硫酸，則實驗中可能出現的現象與對應結論如下表所示(表中未列完所有情況)。請你完成下表：

(2)通過實驗及分析，確定該粉末為C、CuO的混合物。
(3)為了進一步探究C、CuO的性質，他又利用這種混合物補充做了下面兩個實驗：
實驗1：將此粉末敞口在空氣中灼燒完全，冷卻到室溫后，取剩余固體于燒杯中，再加入過量的稀硫酸，反應完全后靜置。燒杯中_________ (填“有”或“無”)不溶物，溶液呈___________ (顏色)。
實驗2：將此粉末隔絕空氣加熱(若碳完全反應)，待冷卻到室溫后，取剩余固體于燒杯中，再加入過量稀硫酸，反應完全后靜置。請回答：
①燒杯中___________ (填“有”或“無”)不溶物；
②若靜置后溶液呈無色，則該溶液中溶質是___________；(寫化學式)
③若靜置后溶液呈藍色，該實驗過程中所發生反應的化學方程式為：
___________________________________、____________________________________。

Answer 1

(1)①(只)有黑色不溶物或黑色渾濁      ②有黑色不溶物，溶液呈藍色
③含C、Fe(如有氧化銅不給分)
(3)無  藍色  ①有  ②H2SO4
CuO+C2Cu+CO₂       CuO+H₂SO₄===CuSO₄+H₂O

（1）如果粉末只含C，由于C不能與稀硫酸反應，向燒杯中加入稀硫酸無明顯現象，因此可觀察到：有黑色不溶物，溶液不變色，無氣泡產生；
如果粉末為C和CuO的混合物，由于C不與稀硫酸反應，所以溶液中應有黑色不溶物；由于CuO可以與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，所以溶液會變成藍色，而沒有氣泡產生．因此可觀察到：有黑色不溶物，溶液變藍色，無氣泡產生；
如果觀察到溶液中有黑色不溶物，可說明粉末中含有不與稀硫酸反應的C；有氣泡逸出，則說明粉末含有能與稀硫酸反應放出氫氣的Fe；溶液呈淺綠色而非藍色，說明溶液中不含CuO．由此可判斷粉末含C、Fe；
故答案為：

燒杯中可能出現的現象	結論
①有黑色不溶物，溶液不變色，無氣泡產生
②有黑色不溶物，溶液變藍色，無氣泡產生
	含C、Fe

（2）實驗1：粉末敞口在空氣中灼燒時，粉末中C在高溫灼燒時能和氧氣反應生成氣體二氧化碳，而CuO不與氧氣反應也不會分解；當取剩余固體于燒杯中，再加入過量稀硫酸，固體中的CuO與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，反應完全后，黑色固體全部溶解溶液變成藍色；
故答案為：無；藍色；
實驗2：隔絕空氣加強熱，C則與CuO發生反應，生成Cu和CO₂，因此，C完全反應后，剩余固體一定含Cu、可能含有未完全反應的CuO；待冷卻到室溫后，取剩余固體于燒杯中，再加入過量稀硫酸，CuO可與稀硫酸反應生成硫酸銅和水使溶液呈藍色，Cu不能與稀硫酸反應而在溶液中出現不溶物；
如果加入過量稀硫酸溶液為無色溶液，則溶液中不含硫酸銅，溶液中溶質為H₂SO₄；
如果溶液呈藍色，說明溶液中含硫酸銅，因此實驗過程中發生的反應為C+2CuO2Cu+CO₂↑；CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
故答案為：①有；②H₂SO₄；③C+2CuO2Cu+CO₂↑；CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．