15.现有一包黑色粉末,可能由铁粉、碳粉和氧化铜中的一种或几种物质组成。某化学兴趣小组对黑色粉末的成分进行探究并提炼其中的某种金属。
【提出问题】黑色粉末是什么?
【初步实验】把少许黑色粉末与足量稀盐酸混合,立即产生气泡,且反应后无固体剩余。
【查阅资料】①常温下碳的化学性质不活泼,不与稀盐酸发生反应。
②氢气具有还原性,可用于冶金工业。
【初步结论】黑色粉末可能是
或
。
同学们为了进一步确定黑色粉末的成分,进行了如下实验。
【设计实验】如图所示实验
【实验现象】试管底部有红色物质生成。
【实验结论】黑色粉末是
,试管中发生反应的化学方程式为
。
【拓展探究】为了提炼其中的某种金属,同学们取相同质量的黑色粉末,设计了如下两种实验方案:
(1)步骤2和步骤3中物质分离的操作名称是
。
(2)方案中的五个步骤,其中不能说明铁的活动性比铜强的步骤是
。方案中属于复分解反应的化学方程式为
。
(3)D、E是同一种溶质形成的溶液,但不能判断其中溶质质量大小,理由是
。
(4)请你分析哪种方案合理并说明理由
。