Question

某同学利用一黑色粉末（含氧化铜、碳粉、铁粉中的一种或多种）和未知溶质质量分数的稀硫酸，做如下探究：将a g黑色粉末加入到盛有50g该稀硫酸的烧杯中，充分反应后称得烧杯内物质质量为（49.8+a）g．他对实验的推理正确的是（ ）
A．反应后不可能得到红色固体
B．黑色粉末中含有铁粉，加入黑色粉末质量一定为5.6g
C．若反应后黑色粉末无剩余，则黑色粉末中一定不含有碳粉
D．该稀硫酸中溶质的质量分数不低于19.6%

Answer

根据物质之间的反应及物质的性质进行分析，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜和水，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，碳不与硫酸反应．
【解析】
A、氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜，铁能与硫酸铜反应生成铜，可能得到红色固体，故A错误；
B、充分反应后称得烧杯内物质质量为（49.8+a）g，说明生成氢气0.2g，则说明一定含有铁粉，
设生成氢气0.2g需要铁的质量为x，则有
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56             2
x             0.2g
=
  x=5.6g
需要铁的质量是5.6g，因为还可能混有碳粉或氧化铜，只能说黑色粉末的质量最小是5.6g，故B错误；
C、碳粉不与酸反应，也不溶于水，若反应后黑色粉末无剩余，则黑色粉末中一定不含有碳粉，故C正确；
D、设生成氢气0.2g需要硫酸的质量为y，则有
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
   98           2
   y            0.2g
  =
    y=9.8g
该稀硫酸中溶质的质量分数最小为：×100%=19.6%
故D正确，
故选CD．