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。