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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).

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.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中含有Ni 70.0%及一定量的Al、Fe、SiO2和有机物,镍及其化合物的化学性质与铁的类似,但Ni2+的性质较稳定).

已知:部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示.
沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2
pH5.23.29.79.2
回答下列问题:
(1)滤渣a的成分是SiO2,用乙醇洗涤废催化剂的目的是溶解、除去有机物,从废渣中回收乙醇的方法是蒸馏.
(2)为提高酸浸速率,可采取的措施有将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度、浸泡时的温度(答一条即可).
(3)硫酸酸浸后所得滤液A中可能含有的金属离子是Al3+、Fe2+、Ni2+,向其中加入H2O2的目的是加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,有利于分离,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.
(4)利用化学镀(待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中)可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属.与电镀相比,化学镀的最大优点是不消耗电能,节约能源.
(5)滤液C进行如下所示处理可以制得NiSO4•7HO.滤液C$\stackrel{调PH=3}{→}$溶液D$\stackrel{操作X}{→}$NiSO4•7H2SO
①操作X的名称是蒸发结晶.
②产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4•7H2O),可能是由于生产过程中H2O2的用量不足(或H2O2失效)导致Fe2+未被完全氧化.
③NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH.该反应的离子方程式是2Ni2++ClO-+4OH-═2NiOOH↓+Cl-+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列有关推断正确的是(  )
A.SO3 是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应
B.Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同
C.金属氧化物一定是碱性氧化物
D.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.下图是中学化学中常见有机物转化关系(部分相关物质和反应条件已略去)

已知:Ⅰ.C的相对分子质量为60,且分子中碳元素的质量分数为40%.
Ⅱ.B、C、D分子含碳原子个数相同;E为高分子化合物.
回答下列问题:
(1)B中含有的官能团名称为羟基.
(2)E中链节为-CH2-CH2-.
(3)写出反应①的化学方程式CH3COOCH2CH3+H2O$→_{△}^{H+}$CH3COOH+CH3CH2OH.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列结论正确的是(  )
①粒子半径:K+>Al3+>S2->Cl-       
②氢化物的稳定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4
③离子的还原性:S2->Cl->Br->I-        
④氧化性:Cl2>S>Se>Te
⑤酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO      
⑥非金属性:O>N>P>Si
⑦金属性:Be<Mg<Ca<K.
A.①②⑤⑦B.②③④⑥C.②④⑤⑥⑦D.①②⑥⑦

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.RbH是一种离子化合物,它跟水反应的方程式为:RbH+H2O=RbOH+H2↑,它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应,并都产生氢气,下列有关RbH的叙述错误的是(  )
A.灼烧RbH时,火焰有特殊颜色
B.RbH中H+半径比Li+半径小
C.跟液氨反应时,有RbNH2生成
D.在Na、K、Rb三种单质中,Rb的熔点最高

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.下列哪种物质可以鉴别乙醇和苯酚(  )
A.NaCl溶液B.NaHCO3溶液C.H2SO4溶液D.FeCl3溶液

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.关于乙醇与钠的反应,下列说法中正确的是(  )
A.说明乙醇分子中含有氢原子
B.说明乙醇分子中含有氧原子
C.说明乙醇分子中含有氢离子
D.说明乙醇分子中含有不同于烃分子里的氢原子

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.铜和稀硝酸在常温常压下反应,开始时反应非常慢,但是随着反应的进行,反应速率不断地加大.某校合作学习小组的同学拟探究影响其速率的主要因素.
(1)Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O.
(2)甲同学认为是生成的Cu2+对该反应起催化作用,欲验证其假设是否正确,其实验方法是:取两去试管分别加入同浓度的稀硝酸和相同的铜片,在其中一支中加入少量硫酸铜晶体,比较两者开始产生气泡的时间.
(3)乙同学依据铜和硝酸是放热反应,拟研究温度升高是否为该反应速度率不断加大的主要原因,实验结果如图1所示:
由此可得到的结论是80min内温度只上升了2℃,说明温度变化不是主要原因.
(4)丙同学查阅文献,得知稀硝酸与铜反应,还原产物起始也是NO2,NO2对该反应起催化作用.通过图2装置验证:

实验发现左侧3min后开始大量产生气泡,右侧40min内无明显变化.
①氢氧化钠溶液的作用是吸收氮的氧化物,防止污染环境.
②该学生设计在左侧加的是2mol•L-1 HNO3溶液,右侧加的是2.2mol•L-1 硝酸.左侧浓度稍偏小,这样设计主要是考虑到左侧通入NO2时,一部分NO2与水反应会生成硝酸,使硝酸浓度变大.
(5)丁同学与丙同学交流后,他将实验改进为:在试管中加入3mL2mol•L-1 HNO3并放入铜片,然后加入几粒NaNO2晶体,发现只需1秒钟,铜片表面就开始产生气泡.由丁的实验推断出的可能结论是:NO2催化机理可能是在反应中得电子生成NO2-起催化作用(或答:NO2-对该反应也能起催化作用).

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