已知碳化铝（Al4C3）与水反应生成氢氧化铝和甲烷．为了探究甲烷性质，设计如下实验探究甲烷与氧化剂反应，如图所示．已知溴水无颜色变化，澄清石灰水变浑浊，无水硫酸铜变蓝色．（1

Question

已知碳化铝（Al₄C₃）与水反应生成氢氧化铝和甲烷．为了探究甲烷性质，设计如下实验探究甲烷与氧化剂反应，如图所示．已知溴水无颜色变化，澄清石灰水变浑浊，无水硫酸铜变蓝色．

（1）写出碳化铝与硫酸反应的化学方程式___．
（2）实验中浓硫酸的作用是___，集气瓶中收集到的气体___（填“能”或“不能”）直接排入空气中．
（3）下列对实验有关现象与结论的叙述都正确的是___
A．酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下，甲烷不能与强氧化剂反应
B．硬质试管里黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应
C．硬质试管里黑色粉末变红色，推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
D．甲烷不能与溴水反应，推知甲烷不能与卤素单质反应
（4）写出硬质试管里可能发生的化学方程式___（甲烷与氧化铜物质的量之比2：7）

Answer 1

（1）碳化铝（Al₄C₃）与水反应生成氢氧化铝和甲烷，碳化铝与硫酸反应可理解为碳化铝（Al₄C₃）与水反应，产物再和硫酸反应，所以产物为硫酸铝和甲烷，反应方程式为：Al₄C₃+6H₂SO₄=2Al₂（SO₄）₃+3CH₄↑，
故答案为：Al₄C₃+6H₂SO₄=2Al₂（SO₄）₃+3CH₄↑；
（2）碳化铝与硫酸反应生成硫酸铝和甲烷，甲方案探究甲烷与氧化剂反应，盛放浓硫酸的装置放置在氧化剂氧化铜之前，所以实验甲中浓硫酸的作用是干燥CH₄，甲烷和氧化铜反应，碳元素化合价升高，生成碳的氧化物，产物中可能有一氧化碳生成，所以集气瓶中收集到的气体不能直接排放到空气中，
故答案为：干燥CH₄；不能；
（3）A．甲烷不能与强氧化剂反应，若能反应，则酸性高锰酸钾溶液在甲烷的作用下会褪色，现不褪色，结论是通常条件下，甲烷不能与强氧化剂反应，故A正确；
B．甲烷能与氧化铜反应，当少量甲烷参加反应，硬质试管里为大量黑色粉末氧化铜和少量铜的混合物，业可能为氧化亚铜，现象无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应时错误的，故B错误；
C．氧化铜与甲烷反应生成水和二氧化碳、一氧化碳，硬质试管里黑色粉末也能变红色，故C错误；
D．甲烷不能与溴水反应，但甲烷能与卤素单质发生取代反应，故D错误；
故选A；
（4）甲烷中碳元素化合价为-4价，甲烷与氧化铜反应，碳元素化合价升高，甲烷与氧化铜物质的量之比2：7，先根据氢守恒确定水前系数，再根据碳、氧守恒得硬质试管里可能发生的化学方程式为：2CH₄+7CuO(△.)/()7Cu+CO+CO₂+4H₂O，
故答案为：2CH₄+7CuO(△.)/()7Cu+CO+CO₂+4H₂O．