高中化学必修1学案312碳及其化合物间的转化

第2课时碳及其化合物间的转化[目标导航]1.了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步了解它们的性质。2.能够解释与含碳物质有关的现象。一、自然界中碳及其化合物间的转化1．转化过程2．溶洞及钟乳石的形成原理溶洞的形成化学方程式：CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2钟乳石的形成化学方程式：Ca(HCO3)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。二、生产和生活中碳及其化合物间的转化1．高炉炼铁(1)原料：焦炭和铁矿石。(2)铁矿石被还原：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。2．木炭燃烧C、CO、CO2的转化关系如图：用化学方程式表示为①2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO(氧气不足)，②2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2，③C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2(氧气充足)，④CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO。3．含碳无机物和有机物间的转化1828年，德国化学家维勒用无机物氰酸铵(NH4CNO)首次合成了有机物尿素[分子式为CO(NH2)2]，开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。【议一议】1．造成温室效应的主要原因是什么？自然界中消耗CO2的过程主要有哪些？为减缓温室效应，可采取什么措施？答案含碳燃料的燃烧是产生CO2主要原因，也是造成温室效应的主要原因。消耗CO2的过程有光合作用，CO2溶解于水转化为碳酸盐。减少CO2的排放是减缓温室效应的根本方法，如植树造林加强光合作用，开发新能源代替化石燃料等。2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)水垢的主要成分之一是碳酸钙，其形成原因是Ca(HCO3)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCO3↓＋H2O＋CO2↑()(2)在高炉炼铁时加入的原料是碳，而真正的还原剂是CO()答案(1)√(2)√3．以下属于自然界中碳及其化合物间转化过程的是()①植物通过光合作用吸收二氧化碳形成葡萄糖②以无机化合物氰[(CN)2]与氨水为原料合成尿素[CO(NH2)2]③钟乳石、石笋的形成④石油、天然气等化石燃料的形成A．①②③④ B．①③④C．①②③ D．②③④答案B解析解题的关键是抓住自然界中碳及其化合物的转化。②是人工合成的过程。一、CO2、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)之间的相互转化实现上述六个转化的反应有：①eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与活泼金属氧化物反应：CO2＋Na2O=Na2CO3，,与过量碱反应：CO2＋2OH－=CO\o\al(2－,3)＋H2O；))②与过量酸反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑；③eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与少量酸反应：CO\o\al(2－,3)＋H＋=HCO\o\al(－,3)，,与CO2、H2O反应：CO\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=2HCO\o\al(－,3)；))④eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与碱反应：HCO\o\al(－,3)＋OH－=H2O＋CO\o\al(2－,3)，,受热分解：2NaHCO3\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑；))⑤eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与酸反应：HCO\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，,受热分解：CaHCO32\o(=,\s\up7(△))CaCO3＋CO2↑＋H2O；))⑥eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与少量碱反应：CO2＋OH－=HCO\o\al(－,3)，,与CO\o\al(2－,3)、H2O反应：CO2＋CO\o\al(2－,3)＋H2O=2HCO\o\al(－,3)。))【例1】某固体物质A受热分解，生成B、C、D三种物质。B是一种钾盐，向B的水溶液中加入澄清石灰水，产生白色沉淀E；E溶于盐酸放出无色无味气体D；将D通入澄清石灰水中，先出现浑浊现象，然后又变澄清；C在常温下是一种无色液体。(1)写出A、B、E的化学式。A：__________，B：__________，E：________。(2)写出反应的化学方程式。①A受热分解：________________________________________________；②将D通入澄清石灰水中，先出现浑浊现象，然后又变澄清：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。(3)写出反应的离子方程式。①向B的水溶液中加入澄清石灰水，产生白色沉淀E：___________________________________________________________________；②E溶于盐酸放出无色无味的气体D：______________________________________________________________________。解析由题意可知E为难溶性钙盐，与盐酸放出无色无味气体D，则D为CO2，故E为CaCO3，那么B为K2CO3。C是无色液体，则C为H2O，由此可知A为KHCO3。答案(1)KHCO3K2CO3CaCO3(2)①2KHCO3eq\o(=,\s\up7(△))K2CO3＋CO2↑＋H2O②CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OCaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2(3)①COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓②CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O解题反思(1)与稀盐酸反应生成无色无味且使澄清石灰水变浑浊气体的离子是COeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)。(2)COeq\o\al(2－,3)的检验：溶液eq\o(→,\s\up7(CaCl2溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(稀盐酸))沉淀溶解，生成无色无味气体，则原溶液中含COeq\o\al(2－,3)。变式训练1A、B、C、D、E五种物质的转化关系如图所示。已知A为二元碱，微溶于水且溶解度随温度升高而降低。(1)写出各物质的化学式：A：____________；B：____________；C：_______________________；D：____________；E：____________。(2)写出下列两个变化的离子方程式：B→D：___________________________________________________。B→E：__________________________________________________。答案(1)Ca(OH)2Ca(HCO3)2CaCO3CaCl2Na2CO3(2)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2OCa2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋2OH－=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O解析首先推测出A为Ca(OH)2，Ca(OH)2与过量CO2反应生成B，B为Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2受热分解成C，C为CaCO3，CaCO3与盐酸反应生成D，D为CaCl2。二、CO2与碱，OH－、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)与H＋反应的定性定量分析1．CO2与碱反应的多角度分析(1)CO2与碱反应的原理：CO2与碱反应时产物与二者的相对量有关，当碱足量时生成碳酸盐，当CO2足量时，生成碳酸氢盐。如与NaOH溶液反应：①CO2不足时：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O；②CO2足量时：CO2＋NaOH=NaHCO3。(2)CO2与NaOH溶液反应用量和产物分析：eq\f(nNaOH,nCO2)反应情况反应后溶液中的溶质＞2NaOH过量，只发生反应①Na2CO3、NaOH＝2CO2与NaOH恰好按①反应Na2CO31＜eq\f(nNaOH,nCO2)＜2①②两个反应均有NaHCO3、Na2CO31恰好发生反应②NaHCO3＜1只发生反应②，CO2剩余NaHCO3(3)根据产物的量确定产物成分：若已知溶液蒸干后所得固体质量，可采用极值法，假设固体全部是Na2CO3或NaHCO3，即CO2与NaOH全部转化为Na2CO3或NaHCO3，将已知条件与计算所得结果比较，即可确定其成分。根据固体质量和碳原子(或钠原子)守恒建立方程。2．用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，第一步：COeq\o\al(2－,3)转化为HCOeq\o\al(－,3)，无气体产生；第二步：HCOeq\o\al(－,3)与H＋反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。【例2】用1L1.0mol·L－1NaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中COeq\o\al(2－,3)和HCOeq\o\al(－,3)的物质的量浓度之比是()A．1∶3 B．2∶1C．2∶3 D．3∶2解析设反应生成的Na2CO3的物质的量为x，生成的NaHCO3的物质的量为y，则根据Na原子个数守恒，有：2x＋y＝1.0mol·L－1×1L，根据C原子个数守恒，有：x＋y＝0.8mol。解得：x＝0.2mol，y＝0.6mol。c(COeq\o\al(2－,3))∶c(HCOeq\o\al(－,3))＝1∶3。答案A解题反思“数轴分析，一目了然”确定CO2和NaOH反应的产物。变式训练2在标准状况下，将0.672LCO2通入含1.6gNaOH的溶液中，反应后加热得到Na2CO3和NaHCO3的混合物2.74g，则混合物中Na2A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．2∶3答案B解析n(NaOH)＝eq\f(1.6g,40g·mol－1)＝0.04mol，n(CO2)＝eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)＝0.03mol，假设混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x和y，根据钠原子守恒得：2x＋y＝0.04mol；根据碳原子守恒得：x＋y＝0.03mol；解得：x＝0.01mol，y＝0.02mol，所以n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝1∶2。变式训练3将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。答案C解析0.01molNaOH先与0.01molH＋中和，COeq\o\al(2－,3)再与H＋生成HCOeq\o\al(－,3)，又消耗0.01molH＋，最后0.01molHCOeq\o\al(－,3)与H＋反应生成0.01molCO2。1．下列有关CO2的实验中，只能证明CO2的物理性质的实验是()答案D解析A项可证明CO2可用于灭火的化学性质；B项可证明CO2与澄清石灰水反应的化学性质；C项可证明CO2是酸性氧化物；D项仅能证明CO2密度比空气大这一物理性质，故选D项。2．由一气体甲开始，可发生如下四个变化：甲气体eq\o(→,\s\up7(通过灼热的炭层))乙气体eq\o(→,\s\up7(通过灼热的炭层))丙气体eq\o(→,\s\up7(通过灼热CuO))乙气体eq\o(→,\s\up7(通过石灰水))丁固体，则甲、乙、丙、丁分别为()A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCOC．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2答案C解析代入选项中气体看是否符合反应流程。O2eq\o(→,\s\up7(C))CO2eq\o(→,\s\up7(C))COeq\o(→,\s\up7(CuO))CO2eq\o(→,\s\up7(CaOH2))CaCO3。3．向NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是()A．Na＋、COeq\o\al(2－,3) B．Na＋、HCOeq\o\al(－,3)C．HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3) D．Na＋、OH－答案B解析向NaOH溶液中通入过量CO2得到NaHCO3溶液，溶液中存在的主要离子是Na＋和HCOeq\o\al(－,3)。4．“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。(1)下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有：________(填字母)。a．减少化石燃料的使用b．植树造林，增大植被面积c．采用节能技术d．利用太阳能、风能(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如：a．6CO2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(光合作用))C6H12O6＋6O2b．CO2＋3H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3OH＋H2Oc．CO2＋CH4eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3COOHd．2CO2＋6H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH2=CH2＋4H2O以上反应中，最节能的是________，原子利用率最高的是________。答案(1)abcd(2)ac5．已知NaHCO3在潮湿的空气中会缓慢分解。取没有妥善保管已部分变质的NaHCO3样品ag，溶于水配成溶液，慢慢滴入0.200mol·L－1稀盐酸并不停地搅拌，反应过程中测得溶液中NaHCO3的质量与加入盐酸的体积之间的关系如图所示。(1)ag样品中含Na2CO3的质量为________g。(2)ag样品未变质前NaHCO3的质量为________g。答案(1)0.106(2)0.84解析(1)由题意知，已部分变质的NaHCO3样品中含有Na2CO3，Na2CO3与盐酸反应的过程为Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，结合图像知，样品中含：n(Na2CO3)＝0.200mol·L－1×0.005L＝0.001mol，则m(Na2CO3)＝0.001mol×106g·mol(2)由图像知，当加入50mL稀盐酸时，溶液中的溶质只有NaCl，则样品未变质前：n(NaHCO3)＝n(HCl)＝0.200mol·L－1×0.05L＝0.010mol，则m(NaHCO3)＝0.01mol×84g·mol分层训练[基础过关]题组一自然界中碳及其化合物间的转化1．下列不属于自然界中碳的循环过程的是()A．植物光合作用B．动物的遗体被微生物分解破坏，最终变成二氧化碳等物质C．空气中的二氧化碳被海水吸收，通过水生生物的贝壳和骨骼转移到陆地D．石墨矿的开采利用答案D解析A、B、C三项都属于自然界中碳的循环，但石墨矿的开采利用属于人类生产，不属于自然界中碳的循环。2．对于碳及其化合物间转化的说法中，正确的是()A．大气中CO2含量的剧增，对自然界中碳及其化合物间的平衡没有影响B．木炭燃烧过程中，发生着碳单质、CO和CO2之间的转化C．碳的氧化物间的相互转化不属于氧化还原反应D．含碳的无机化合物和有机化合物之间存在着严格的界限，无机化合物不能合成有机化合物答案B3．将CO2气体通入CaCl2溶液，若要有白色沉淀产生，应继续加入的试剂是()A．碳酸氢钾溶液 B．碳酸氢钙溶液C．氯水 D．氢氧化钠溶液答案D解析CO2与CaCl2溶液不反应，但若使溶液呈碱性，CO2被碱吸收转化成COeq\o\al(2－,3)，便可与Ca2＋结合生成CaCO3。4．按如图装置持续通入气体X，并在管口P处点燃，结果澄清石灰水变浑浊，则X、Y可能是()①H2和NaHCO3②CO和Na2CO3③CO和CuO④H2和Fe2O3A．①② B．①③C．②③ D．③④答案B解析由题干条件可知，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，此气体为CO2，则①、③符合条件，①中2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，③中CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，选B。题组二CO、CO2的性质应用5．要除去CO2气体中的CO，常用的方法是()A．通过澄清石灰水 B．通过灼热的碳C．通过氢氧化钠溶液 D．通过灼热的氧化铜答案D6．用来分离CO2和CO混合气体并干燥的装置如图所示，图中a、c、d为止水夹，b为分液漏斗活塞，装置通过Y形管和止水夹分别接两球胆，现装置内空气已排尽。为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的试剂为()甲乙丙A饱和NaHCO3溶液12mol·L－1盐酸18.4mol·L－1H2SO4B饱和Na2CO3溶液2mol·L－1H2SO4饱和NaOH溶液C饱和NaOH溶液2mol·L－1H2SO418.4mol·L－1H2SO4D18.4mol·L－1H2SO4饱和NaOH溶液18.4mol·L－1H2SO4答案C解析分离CO2、CO必须满足甲能溶解CO2，然后对CO干燥，分离出CO，再加入难挥发性酸制出CO2，并对CO2进行干燥得CO2。7．某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O(水蒸气)、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理(假定每步处理均反应完全)：①通过足量碱石灰时，气体体积变小；②通过炽热的CuO时，固体变为红色；③通过白色CuSO4时，粉末变为蓝色；④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定原混合气体中()A．一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一种B．一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种C．一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一种D．一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种答案D解析由题中①通过碱石灰时，气体体积变小知混合气中至少有H2O、CO2中的一种；由②知必有还原性气体CO、H2的一种；由③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色，说明有水生成，可知原混合气体中必有H2；由④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊，说明有CO2生成，可知原混合气体中必有CO。8．一定质量的碳和8g氧气在密闭容器中于高温下反应，恢复到原来的温度，测得容器内的压强变为原来的1.4倍，A．2.4gC．6g答案B解析由化学方程式：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))CO2和2C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO可知，当产物全部是CO2时，气体的物质的量不变，温度和体积不变时气体的压强不变；当产物全部是CO时，气体的物质的量增大1倍，温度和体积不变时压强增大1倍，现在气体压强变为原来的1.4倍，故产物既有CO2，又有CO。n(O2)＝eq\f(8g,32g·mol－1)＝0.25mol，由阿伏加德罗定律可知，气体压强变为原来的1.4倍，气体的物质的量变为原来的1.4倍，即Δn(气体)＝0.25mol×(1.4－1)＝0.1mol。2C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2COΔn(气体)2mol1mol1mol0．2mol0.1mol0.1mol则生成CO消耗0.1molO2，生成CO2消耗0.15molO2。C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))CO20.15mol0.15mol故n(C)＝0.2mol＋0.15mol＝0.35mol，m(C)＝0.35mol×12g·mol－1＝4.2g。题组三碱与CO2、COeq\o\al(2－,3)与H＋反应的定性定量分析9．如下图所示，将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2的体积(V)关系正确的是()答案D解析此反应可分为三个阶段：第一阶段是CO2＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋H2O；第二阶段是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；第三阶段是碳酸钙的溶解过程，发生的反应是CaCO3＋H2O＋CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)，可以看出使Ca2＋完全转变为CaCO3沉淀所需CO2的量与使全部的CaCO3溶解所需CO2的量相等。因此只有D项符合。10．向碳酸钠浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液中碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是()A．逐渐减小 B．逐渐增大C．先逐渐增大，而后减小 D．先逐渐减小，而后增大答案C解析反应过程可表示为先：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)；后：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑。所以c(HCOeq\o\al(－,3))先增大后减小。[能力提升]11．A、B、C、D、E、F六种物质有如图转化关系且含有同一种元素，E是淡黄色粉末。(1)写出A、B、C、D、E、F的化学式：A．________；B．________；C．________；D．________；E.________；F.________。(2)写出有关反应的化学方程式(是离子反应的直接写离子方程式)：B→C：__________________________________________________，E→B：______________________________________________________，C→F：_________________________________________________，F→C：________________________________________________。答案(1)NaNaOHNa2CO3NaClNa2O2NaHCO3(2)CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O解析据题意知E为Na2O2，则A为Na，B为NaOH，C为Na2CO3，F为NaHCO3，D为NaCl。12．向浓度相等、体积均为50mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，再稀释到100mL。(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶质的组成可能是①：____________，②：___________________________________________________，③：____________，④：____________。(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如下图所示。①A曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是________mL(标准状况)。②B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的化学式为_______________________________________________________________________。③原NaOH溶液的物质的量浓度为_____________________________________。答案(1)①NaOH、Na2CO3②Na2CO3③Na2CO3、NaHCO3④NaHCO3(2)①112②NaOH、Na2CO3③0.150mol·L－1解析(2)分析图中曲线和各个量的关系，A中先加入的25mL盐酸，含有的氢离子的物质的量为0.1mol·L－1×0.025L＝0.0025mol，此时发生的反应为COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，所以可知溶液中含有的COeq\o\al(2－,3)的物质的量为0.0025mol，后加的50mL盐酸和HCOeq\o\al(－,3)反应生成CO2，因为后加的氢离子的物质的量为0.1mol·L－1×0.050L＝0.005mol，所以CO2的体积为0.005mol×22.4L·mol－1×1000mL·L－1＝112mL。在B中先加入的60mL盐酸开始没有气体生成，又加入15mL盐酸CO2完全放出，也就是说n(HCOeq\o\al(－,3))＝0.1mol·L－1×0.015L＝0.0015mol，则原溶液中只有0.0015molCOeq\o\al(2－,3)，含有0.006mol－0.0015mol＝0.0045mol的OH－，即原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3。根据钠原子守恒，可计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。13．课题式课堂教学是研究性学习的一种方式，其基本教学模式为eq\x(提出课题)→eq\x(确定研究方案)→eq\x(解决问题)→eq\x(总结和评价)下面是关于“一氧化碳的化学性质”的课题式课堂教学中解决问题阶段，甲同学设计的证明CO具有还原性的实验装置如图所示。(1)点燃酒精灯A、B的先后顺序为先______后______。(2)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。(3)洗气瓶中的实验现象为______________________________________。(4)酒精灯B的作用为_____________________________________________。(5)乙同学提出甲同学的装置太复杂，可将酒精灯合二为一，去掉B，而将尾气导气管出口旋转到A的火焰上即可。乙同学的设计是否合理？简述理由(从A、B使用的一致性的角度考虑)：____________________________________________________________。(6)丙同学质疑：CO能否使澄清石灰水变浑浊？因此，他设计在CO通入CuO之前，应先通入澄清石灰水，以比较排除CO与澄清石灰水反应。试对此作出评价，你认为丙的设计________(填“必要”或“不必要”)。答案(1)BA(2)CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2(3)澄清石灰水变浑浊(4)点燃CO，防止污染环境(5)不合理，因为CO点燃在先，CuO加热在后，不能同时进行(6)不必要解析由题意知硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，显然A处酒精灯提供热源，B处的酒精灯用来点燃未反应的CO，防止其污染环境。若先点燃A处的酒精灯，则CO会与装置内空气作用发生爆炸。只有在排净装置内的空气后方可点燃A。所以应先点燃B再点燃A，且不能将它们合二为一。由于实验开始时先通入CO排尽装置内的空气，CO会经过澄清石灰水，由此可确定CO是否会使澄清石灰水变浑浊，故不必先通过澄清石灰水。[拓展探究]1