Question

有一包粉末，可能由C粉、Fe₂O₃粉、Fe粉三種物質中的一種或兩種組成．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：

燒杯中可能出現的現象	結論
① ①無明顯現象，固體質量不減少，且溶液仍為無色 ．	只含C
② 有黑色不溶物，溶液由無色變為黃色 ．	含C、Fe2O3
③有黑色不溶物，有氣泡逸出，溶液呈淺綠色	含 C、Fe

（2）通過實驗及分析，確定該粉末為C、Fe₂O₃的混合物．為了進一步探究C、Fe₂O₃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：將此粉末在空氣中灼燒至質量不再變化，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，燒杯中

無

（填“有”或“無”）不溶物，溶液呈

黃

色．
實驗2：將此粉末隔絕空氣加強熱（若兩種物質恰好完全反應），靜置，再加入過量稀硫酸，充分反應后，所得溶液中的溶質是

FeSO₄

、

H₂SO₄

．

Answer 1

分析：（1）根據碳與硫酸不反應，氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水，溶液為黃色，鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵，溶液為淺綠色，且有氣泡冒出，再結合實驗結論反推出實驗過程，根據實驗現象可以推出實驗結論；（2）根據碳與氧氣反應后剩余物再與硫酸反應看有什么現象，碳與氧化鐵隔絕空氣加熱會發生反應，根據生成物再與硫酸反應看最后得到的溶質質量．

解答：解：（1）根據結論只有碳，因為碳與硫酸不反應，所以固體質量不減少，溶液無變化仍然是無色；如果有碳和氧化鐵，因為碳與硫酸不反應，所以最后會有固體剩余物，氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水，硫酸鐵是黃色溶液，所以現象為有黑色不溶物，溶液由無色變為黃色；有黑色不溶物說明含有碳，因為只有碳不與硫酸反應，有氣泡逸出，溶液呈淺綠色說明含有鐵，因為鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵，溶液為淺綠色，且有氣泡冒出，所以由現象可推出結論為含碳和鐵；
（2）C、Fe₂O₃在空氣中灼燒至質量不再變化，發生的反應是碳和氧氣反應生成二氧化碳，待冷卻到室溫后，剩余固體只有氧化鐵，再加入過量稀硫酸，氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水，由于硫酸是過量，所以燒杯中無不溶物；碳與氧化鐵隔絕空氣加熱會發生反應生成鐵和二氧化碳，再加入過量稀硫酸，充分反應后，發生的反應是鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，所以反應后溶液中溶質是硫酸亞鐵，由于硫酸過量，還含有硫酸．
故答案為：（1）

燒杯中可能出現的現象	結論
①無明顯現象，固體質量不減少，且溶液仍為無色	只含C
②有黑色不溶物，溶液由無色變為黃色	含C、Fe2O3
③有黑色不溶物，有氣泡逸出，溶液呈淺綠色	含C、Fe

（2）實驗1：無；黃；實驗2：FeSO₄；H₂SO₄

點評：解答本題的關鍵是要知道碳、氧化鐵、鐵與硫酸的反應情況和實驗現象，根據結論反推現象，根據現象可以推出結論，還需要知道硫酸過量，溶質中還含有硫酸．