Question

8．某研究性學(xué)習(xí)小組為了驗證CH₄是否具有還原性，設(shè)計了如下實驗：

（1）實驗過程中觀察到無水CuSO₄逐漸變藍(lán)，澄清石灰水出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則CH₄與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4Cu+2H₂O．
（2）研究小組將CH₄通入溴水時，發(fā)現(xiàn)溴水逐漸褪色，你認(rèn)為原因可能是溴單質(zhì)與甲烷發(fā)生了取代反應(yīng)．
請設(shè)計一個實驗方案證明你的結(jié)論（用文字表示，不必畫實驗裝置圖）用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH，如果pH明顯變小，則表明二者可能發(fā)生了取代反應(yīng)（或溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走，用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH，如果pH沒有明顯變化，則表明溴單質(zhì)可能被甲烷氣體帶走）．

Answer 1

分析 （1）無水CuSO₄逐漸變藍(lán)，說明有水生成，澄清石灰水出現(xiàn)渾濁，說明有二氧化碳生成，據(jù)此分析反應(yīng)物和生成物書寫方程式；
（2）CH₄通入溴水時，發(fā)現(xiàn)溴水逐漸褪色，說明溴參加了反應(yīng)或溴被帶走，因甲烷為飽和烴，所以溴單質(zhì)可能與甲烷發(fā)生了取代反應(yīng)或溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走，假如發(fā)生取代反應(yīng)有溴化氫生成，用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH驗證，若溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走，也可用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH．

解答 解：（1）五水合硫酸銅為藍(lán)色，無水CuSO₄逐漸變藍(lán)，說明有水生成，澄清石灰水出現(xiàn)渾濁，說明有二氧化碳生成，根據(jù)原子守恒，CH₄與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4Cu+2H₂O，
故答案為：CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4Cu+2H₂O；
（2）CH₄通入溴水時，發(fā)現(xiàn)溴水逐漸褪色，說明溴參加了反應(yīng)或溴被帶走，因甲烷為飽和烴，所以溴單質(zhì)可能與甲烷發(fā)生了取代反應(yīng)或溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走，假如發(fā)生取代反應(yīng)，必有溴化氫產(chǎn)物，用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH，如果pH明顯變小，則表明二者可能發(fā)生了取代反應(yīng)，若溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走，溴單質(zhì)溶于水顯酸性，用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH，如果pH沒有明顯變化，則表明溴單質(zhì)可能被甲烷氣體帶走，
故答案為：溴單質(zhì)與甲烷發(fā)生了取代反應(yīng)；用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH，如果pH明顯變小，則表明二者可能發(fā)生了取代反應(yīng)（或溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走，用pH試紙檢驗反應(yīng)前后溶液的pH，如果pH沒有明顯變化，則表明溴單質(zhì)可能被甲烷氣體帶走）．

點評 本題考查甲烷的性質(zhì)實驗設(shè)計與 評價，題目難度不大，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累，CH₄通入溴水時，發(fā)現(xiàn)溴水逐漸褪色有兩種可能為該題解答的難點．