Question

8．某研究性学习小组为了验证CH₄是否具有还原性，设计了如下实验：

（1）实验过程中观察到无水CuSO₄逐渐变蓝，澄清石灰水出现浑浊现象，则CH₄与CuO反应的化学方程式为CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4Cu+2H₂O．
（2）研究小组将CH₄通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，你认为原因可能是溴单质与甲烷发生了取代反应．
请设计一个实验方案证明你的结论（用文字表示，不必画实验装置图）用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者可能发生了取代反应（或溴单质被甲烷气体带走，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没有明显变化，则表明溴单质可能被甲烷气体带走）．

Answer 1

分析 （1）无水CuSO₄逐渐变蓝，说明有水生成，澄清石灰水出现浑浊，说明有二氧化碳生成，据此分析反应物和生成物书写方程式；
（2）CH₄通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，说明溴参加了反应或溴被带走，因甲烷为饱和烃，所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应或溴单质被甲烷气体带走，假如发生取代反应有溴化氢生成，用pH试纸检验反应前后溶液的pH验证，若溴单质被甲烷气体带走，也可用pH试纸检验反应前后溶液的pH．

解答 解：（1）五水合硫酸铜为蓝色，无水CuSO₄逐渐变蓝，说明有水生成，澄清石灰水出现浑浊，说明有二氧化碳生成，根据原子守恒，CH₄与CuO反应的化学方程式为：CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4Cu+2H₂O，
故答案为：CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4Cu+2H₂O；
（2）CH₄通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，说明溴参加了反应或溴被带走，因甲烷为饱和烃，所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应或溴单质被甲烷气体带走，假如发生取代反应，必有溴化氢产物，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者可能发生了取代反应，若溴单质被甲烷气体带走，溴单质溶于水显酸性，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没有明显变化，则表明溴单质可能被甲烷气体带走，
故答案为：溴单质与甲烷发生了取代反应；用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者可能发生了取代反应（或溴单质被甲烷气体带走，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没有明显变化，则表明溴单质可能被甲烷气体带走）．

点评 本题考查甲烷的性质实验设计与 评价，题目难度不大，注意相关基础知识的积累，CH₄通入溴水时，发现溴水逐渐褪色有两种可能为该题解答的难点．