Question

【题目】某校初三化学兴趣小组的同学们在整理化学实验室时，发现一包黑色固体粉末，老师告诉他们，可能由C、CuO、Fe、Fe3O4中的一种或几种组成。小组的同学们欲对该固体的成分进行探究，请你一起参与。

[提出问题]黑色粉末中含有什么物质?

[查阅资料] Fe3O4具有磁性，也能被磁铁吸引。Fe3O4与硫酸铜溶液不反应。

[实验探究]小明将磁铁与黑色粉末充分接触，一部分黑色粉末被吸引上来，小晴同学说其中一定有铁粉。小东认为小晴的结论不严谨，他的理由是______。老师建议他们将磁铁吸上来的黑色粉末放入过量硫酸铜溶液中，同学们观察到黑色固体全部变为红色，说明该固体中一定含有________，发生反应的化学方程式为_______。

[继续探究]同学们]将剩余黑色固体分成两份，取一份放入烧杯中，加入过量稀硫酸溶液，则实验中可能出现的情况如表:

烧杯中可能出现的现象	结论
①_______	只含有C
②固体全部消失，溶液变为蓝色	只含有CuO
③_______	既含有C，又含有CuO

通过实验分析，确定剩余固体为C和CuO的混合物。为了进一步探究C和CuO的性质，他们又进行了如下实验:

[深入探究]将另一份粉末隔绝空气加热（若碳完全反应），待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后静置。观察到烧杯中________ （选填“有”或“无”）不溶物，溶液呈蓝色，则该溶液中的溶质是______。

Answer 1

【答案】Fe、Fe3O4都具有磁性，都能被磁铁吸引 铁 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 固体不减少，溶液不变色 固体部分消失，溶液变为蓝色 有 硫酸铜和硫酸

【解析】

[实验探究]

小明将磁铁与黑色粉末充分接触，一部分黑色粉末被吸引上来，小晴同学说其中一定有铁粉。小东认为小晴的结论不严谨，他的理由是Fe、Fe3O4都具有磁性，都能被磁铁吸引。

老师建议他们将磁铁吸上来的黑色粉末放入过量硫酸铜溶液中，Fe3O4与硫酸铜溶液不反应，铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，同学们观察到黑色固体全部变为红色，说明该固体中一定含有铁，发生反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。

[继续探究]

同学们将剩余黑色固体分成两份，取一份放入烧杯中，加入过量稀硫酸溶液，碳和稀硫酸不反应，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜蓝色溶液。

①固体不减少，溶液不变色，只含有C

②固体全部消失，溶液变为蓝色，只含有CuO

③固体部分消失，溶液变为蓝色，既含有C，又含有CuO

[深入探究]

将另一份粉末隔绝空气加热（若碳完全反应），碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，铜和稀硫酸不反应，剩余的氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜溶液，反应完全后静置。观察到烧杯中有不溶物，溶液呈蓝色，则该溶液中的溶质是硫酸铜和硫酸。