Question

（2010•广州）某校科技节有如下挑战项目：通过实验鉴别两种无色溶液和两种黑色粉末，已知它们分别是稀硫酸、硫酸钠溶液、CuO和Fe中的一种．现场仅提供了紫色石蕊溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液以及常用的实验仪器．
请设计一个完成该挑战项目的实验方案，写出实验步骤、预期现象与结论．

Answer

欲正确解答本题，须知两种溶液的不同性质，CuO和Fe与所给溶液反应后的不同现象．
（1）①两种溶液中，稀硫酸是酸，硫酸钠溶液是中性溶液，而紫色石蕊溶液遇酸变红色，遇碱变蓝色，遇中性溶液不变色．故可用来区别稀硫酸和硫酸钠溶液；
②因为含铜离子的溶液呈蓝色，铁能置换出酸里含的氢气，故可用①中鉴别出的稀硫酸来鉴别这两种粉末．
（2）根据稀硫酸与两种粉末反应的不同现象，直接让两种粉末分别和两种溶液反应进行鉴别．
【解析】

实验步骤 预期现象与结论
步骤1：取两种无色溶液各少量于试管中，分别滴加几滴紫色石蕊试液，充分振荡． 紫色石蕊溶液变红色的，原溶液是稀硫酸；
紫色石蕊溶液不变色的，原溶液是硫酸钠溶液．
步骤2：取两种黑色粉末各少量于试管中，分别加入少量稀硫酸，充分振荡． 粉末溶解，有无色气体生成且溶液变浅绿色的，原粉末是Fe；
粉末溶解，且溶液变蓝色的，原粉末是CuO．

或：
实验步骤 预期现象与结论
将两种无色溶液编号为A、B．取黑色粉末各少量于两支试管中，分别加入少量无色溶液A．另取黑色粉末各少量于另外两支试管中，分别加入少量无色溶液B，充分振荡． 其中一支试管中有无色气体生成且溶液变浅绿色，则原粉末是Fe，原溶液是稀硫酸．
还有一支试管中溶液变蓝色，则原粉末是CuO，原溶液是稀硫酸．
其他两支试管中无明显变化，原溶液是硫酸钠溶液．

（只要所用试剂和仪器在题目限定范围内，其他合理答案均可．）