【题目】研究性学习小组进行CH4的制备及性质探究实验。根据反应：CH3COONa（固体）+NaOH（固体）→ Na2CO3+CH4↑制备气体。

(1)用CH4气体分别进行下列实验：

①通入酸性KMnO4溶液，现象是______________________________。

②在无色玻璃集气瓶中与C12混合后光照，现象是___________________________。

(2)为了验证CH4是否具有还原性，某小组设计了如下实验：

①当玻璃管中的氧化铜由黑色变为红色时，说明CH4具有还原性。你认为这一结论是否正确？__________（填“正确”或“不正确”），理由是______________________________。

②实验过程中还观察到无水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______________________________。

(3)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______________。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）_______________。

【答案】无明显现象(或高锰酸钾溶液不褪色) 集气瓶内气体颜色变浅，有油状液体生成 正确 氧化铜中的Cu元素化合价降低，被还原生成了铜，说明CH4具有还原性 CH4+4CuOCO2+4Cu+2H2O 溴单质与甲烷发生了取代反应(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明显变小，则表明二者可能发生了取代反应(或用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)

【解析】

(1)①甲烷的化学性质稳定，与酸、碱、溴水以及酸性高锰酸钾溶液不反应；②甲烷与Cl2混合后光照，发生取代反应，据此分析解答；

(2)①氧化铜由黑色变为红色，说明氧化铜转化成了铜，结合氧化还原反应的规律分析解答；②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；③CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，可能是溴被反应掉了或溴被甲烷气体带走，如果是甲烷与溴发生了取代反应，则有溴化氢生成，若溴单质被甲烷气体带走，则留下的是水，据此分析解答。

(1)①高锰酸钾具有强氧化性，具有还原性的物质能被高锰酸钾氧化，能够使高锰酸钾褪色，甲烷化学性质稳定，不能被高锰酸钾溶液氧化，所以高锰酸钾溶液不褪色，故答案为：无明显现象(或高锰酸钾溶液不褪色)；

②氯气为黄绿色气体，甲烷可以和氯气发生取代反应；生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，其中一氯甲烷为气体，其余为液体，所以反应现象为集气瓶内气体颜色变浅，有油状液体生成，故答案为：集气瓶内气体颜色变浅，有油状液体生成；

(2)①当玻璃管中的氧化铜由黑色变为红色时，说明氧化铜中的Cu元素化合价降低，被还原生成了铜，说明CH4具有还原性，故答案为：正确；氧化铜中的Cu元素化合价降低，被还原生成了铜，说明CH4具有还原性；

②五水合硫酸铜为蓝色，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+4CuOCO2+4Cu+2H2O，故答案为：CH4+4CuOCO2+4Cu+2H2O；

③CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，因甲烷为饱和烃，所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应，又因为溴容易挥发，溴单质可能被甲烷气体带走，使溴水褪色；假如发生取代反应，必有溴化氢生成，溴化氢极易溶于水，可以用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)。

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