第八章　第一节　第2课时　煤、石油和天然气的综合利用 课件（共67张PPT）

(共67张PPT)
DIERKESHI
煤和天然气的综合利用 / 石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料 / 随堂演练　知识落实 / 课时对点练
煤、石油和天然气的综合利用
第八章
第2课时
核心素养
发展目标
1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高宏观辨识与微观探析的能力。
2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。
3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养社会可持续发展的科学态度与社会责任。
内容索引
随堂演练　知识落实
课时对点练
一、煤和天然气的综合利用
二、石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料
煤和天然气的综合利用
一
1.煤的组成
煤是由_______和少量_______组成的复杂混合物，主要含有___元素，还含有少量氢、氧、___、___等元素。
2.煤的综合利用
有机物
无机物
碳
氮
硫
(1)干馏
定义：将煤_________加强热使之分解的过程
主要产品：焦炉气、粗氨水、_____、煤焦油、_____
(2)气化
定义：将煤转化为___________的过程
主要反应：________________________
隔绝空气
粗苯
焦炭
可燃性气体
C＋H2O(g) CO＋H2
(4)煤的综合利用的意义
①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放。
②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。
③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。
(3)液化
直接液化：使煤与_____作用生成液体燃料
间接液化：煤 ____和___ _______等
氢气
CO
H2
甲醇
3.天然气的综合利用
CH4
化石燃料
氨
甲醇
(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏( )
(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质( )
(3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃( )
(4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料( )
(5)煤的气化和液化都是物理变化( )
(6)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染( )
×
正误判断
√
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×
×
应用体验
某实验小组在实验室中用右图模拟煤的干馏，按
要求回答相关问题：
(1)仪器d的作用是______，e处点燃的气体主要有
____________________。
(2)c中液体分层，其中水层里溶有_______，有机物层可以通过_____的方法使其中的重要成分分离出来。
冷却
H2、CO、CH4、C2H4
粗氨水
蒸馏
该实验为煤的干馏，其产品为焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭，d装置为冷却作用，液体分层，水层中含有粗氨水，有机物层可以通过蒸馏加以分离。
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石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料
二
1.石油的组成
由多种___________组成的混合物。
碳氢化合物
2.石油的综合利用途径
沸点
汽油
汽油
乙烯
环状
苯
3.化石能源与合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料：_____、_________、_________。
(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如：
①乙烯制聚乙烯：______________________________；
②丙烯制聚丙烯：nCH2==CH—CH3 。
塑料
合成橡胶
合成纤维
nCH2==CH2 ?CH2—CH2?
(1)石油的分馏为物理变化，获取的各种产品为混合物( )
(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同( )
(3)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃( )
(4)石油在加热和催化剂的作用下，可通过结构重整，获取苯、甲苯等环状烃( )
×
正误判断
√
×
√
应用体验
某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计
了如图的装置。
实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结
且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性高锰酸钾溶液褪色。
(1)实验研究小组模拟的是___________(填化工工艺名称)。
(2)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的____性。
石油的裂化
氧化
(3)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：__________________
________。
(4)实验过程中，装置d中的溴水褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：__________________________________
___________________________________________。
＋C8H16
C16H34 C8H18
向反应后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不变红，则说明该反应为加成反应而非取代反应
归纳总结
(1)煤的干馏、气化、液化均发生的是化学变化。
(2)石油分馏属于物理变化，由于石油中有些物质的沸点很接近，所以分馏产物一般为混合物。常压蒸馏的原料为石油，减压蒸馏的原料为重油。分馏时沸点低(相对分子质量小)的烃类先汽化，沸点高(相对分子质量大)的烃类后汽化。
归纳总结
(3)石油分馏所得汽油为直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不饱和烃，能与卤素单质反应。
(4)裂化是为了提高汽油等的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物作化工原料。
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随堂演练　知识落实
1.我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列叙述错误的是
A.煤的组成元素主要是碳，但煤是混合物
B.“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物
C.煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油
D.煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化
才能实现
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2.(2022·泉州七中高一期中)下列关于化石燃料的说法不正确的是
A.石油是混合物，汽油也是混合物
B.石油分馏可以得到乙烯，煤干馏可以得到苯
C.“西气东输”的“气”指的是甲烷
D.石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化
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石油是多种烃的混合物，汽油是石油的馏分，是多种液态短链烃的混合物，如辛烷、庚烷等，A正确；
石油分馏可以得到的气态烃主要是石油气，乙烯是石油裂解的主要产品，煤干馏指煤在隔绝空气条件下加强热使之分解，生成焦炭、煤焦油、粗苯、焦炉气等产物的过程，可以得到苯，B不正确；
“西气东输”的“气”指的是天然气，主要成分是甲烷，C正确；
石油的分馏是利用各成分沸点的不同分离石油，属于物理变化，而裂化和裂解是将长链烃转化为短链烃，属于化学变化，D正确。
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3.下列关于煤和石油的说法不正确的是
①石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物
②煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
③煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量
⑤煤的干馏属于化学变化
⑥煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
⑦通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品
A.①③ B.②④⑥ C.①②⑤ D.③④⑦
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石油是混合物，其分馏产品煤油仍为混合物，故①错误；
煤油可由石油分馏获得，可用作燃料，煤油的密度比钠小，故能用于保存金属钠，故②正确；
煤的气化和液化有新物质生成，属于化学变化，故③错误；
石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量，故④正确；
煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，是化学变化，故⑤正确；
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煤的干馏可以获得芳香烃，故煤是获得芳香烃的一种重要来源，故⑥正确；
通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品，故⑦正确。
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4.下列说法正确的是
A.煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成
B.石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C.煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径
D.沸点范围：汽油>煤油>柴油>重油
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石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃；煤干馏后生成苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，故B错误；
煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径，故C正确；
石油分馏时，首先分馏出的是汽油，其次是煤油，再次是柴油、重油，故其沸点：汽油<煤油<柴油<重油，故D错误。
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5.(2022·上海高一调研)请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上(每一项只填写一种方法)。
①分馏　②液化　③气化　④裂化　⑤裂解　⑥干馏　⑦蒸馏
(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等____。
把煤隔绝空气加强热，得到焦炉气、煤焦油和焦炭等过程属于煤的干馏。
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⑥
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等___。
根据原油中各组分沸点不同，从原油中分离出汽油、煤油、柴油等方法是分馏。
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①
①分馏　②液化　③气化　④裂化　⑤裂解　⑥干馏　⑦蒸馏
(3)将重油转化为汽油___。
将由长碳链组成的重油转化为短碳链组成的汽油的过程为裂化。
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④
①分馏　②液化　③气化　④裂化　⑤裂解　⑥干馏　⑦蒸馏
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课时对点练
题组一　煤、天然气的综合利用
1.(2022·江苏淮安高一期中)天然气水合物外形似冰，被人们称为“可燃冰”。天然气的主要成分是
A.氢气 B.一氧化碳
C.二氧化碳 D.甲烷
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天然气的主要成分是甲烷。
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2.下列属于物理变化的是
①石油的分馏　②煤的干馏　③石油的裂化　④铝热反应　⑤由乙烯制备聚乙烯　⑥将氧气转化为臭氧　⑦乙烯催熟果实　⑧将苯加入溴水中　⑨海水蒸馏制取淡水
A.①②③④ B.①②⑤⑦
C.①⑧⑨ D.①②⑥⑨
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蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。
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3.下列不属于煤的综合利用的是
A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C.煤变为煤饼
D.将煤气化为可燃性气体
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将煤干馏制得煤焦油和焦炭，属于煤的综合利用，故A项不符合题意；
在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料，属于煤的综合利用，故B项不符合题意；
将煤变为煤饼，只是其物理形态发生了改变，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用，故C项符合题意；
将煤气化为可燃性气体，属于煤的综合利用，故D项不符合题意。
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4.(2022·上海高一检测)有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是
A.煤和水煤气都属于化石燃料
B.煤中含有焦炉气、煤焦油、焦炭等物质
C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D.②是煤的气化方式之一
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水煤气属于二次能源，不是化石燃料，A
错误；
煤干馏后能得到这些物质，但煤本身并不
含这些物质，B错误；
①是煤的干馏，需隔绝空气，C错误；
煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程，煤干馏得到的焦炭和水蒸气在高温下生成水煤气是煤的气化方式之一，D正确。
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题组二　石油的综合利用
5.(2022·上海高一检测)下列说法错误的是
A.石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量
B.含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C.石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃
D.石油裂化和裂解都属于物理变化
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含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油，故B正确；
石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃，乙烯、丙烯是重要的有机化工原料，故C正确；
石油的裂化和裂解实际上都是烃的分解反应，都属于化学变化，故D错误。
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6.石油蒸馏装置如图所示，下列说法正确的是
A.仪器W的名称：圆底烧瓶
B.碎瓷片的作用：催化剂
C.冷却水的流向：X进水，Y出水
D.收集到的60～150 ℃的馏分为混合物
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A错，仪器W的名称是蒸馏烧瓶；
B错，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化剂；
C错，冷凝管中冷却水从下口通入，上口流出，
故X是出水口，Y是进水口；
D对，石油分馏得到汽油、煤油、柴油等馏分，都是多种烃的混合物。
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题组三　煤、石油、天然气的综合利用与可持续发展
7.“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳
和水蒸气的反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，该反应是吸热反应，
反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：C
＋O2 CO2。
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下面关于该过程的说法不正确的是
A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B.第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失
C.煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高
D.上述两个反应，反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨
的两种原料气体
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虽然在煤的气化过程中，会有一部分煤的潜在能量受到损失，但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高，而且比较清洁，因此从总体上来看，将煤气化或液化后再使用，还是比较合理的，故B错误。
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8.(2022·长沙高一月考)中科院研制出一种多功能催化剂，首次实现将CO2转化为汽油(主要成分是C5～C11的烃类混合物)，过程示意图如下。下列说法错误的是
A.该技术能助力“碳中和”(二氧化碳
“零排放”)的战略愿景
B.该多功能催化剂能加快化学反应速率
C.a和b的一氯代物均有4种
D.反应①的产物中含有水，反应②只有碳氢键的形成
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由示意图可知，在多功能催化剂的作
用下，二氧化碳与氢气反应生成汽油
和水，反应能消耗二氧化碳，减少二
氧化碳的排放，从而达到“碳中和”的战略愿景，A正确；
多功能催化剂能加快化学反应速率，B正确；
由示意图可知，a和b两者的一氯代物都有4种，故C正确；
由质量守恒定律可知，反应①的产物为一氧化碳和水，反应②有碳氢键、碳碳单键和氢氧键的形成，D错误。
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9.化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及化学反应的是
A.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇
B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料
C.利用基本的化学原料生产化学合成药物
D.利用反渗透膜从海水中分离出淡水
化学反应一定存在物质种类的改变。A、B、C三项均有新物质生成，所以属于化学变化，而D中利用反渗透膜从海水中分离出淡水只是物质分离过程，没有新物质生成。
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10.下列关于石油及煤的叙述中，正确的是
A.煤的液化和气化都是物理变化
B.重油经减压蒸馏可以得到汽油
C.石油的催化重整和煤的干馏都可得到芳香烃
D.煤燃烧只产生CO2
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煤的液化和气化生成水煤气、甲醇等物质，有新物质生成，属于化学变化，故A错误；
重油经催化裂化可以得到汽油，故B错误。
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11.煤被誉为“工业的粮食”，下列关于煤的说法正确的是
A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃
B.煤的液化是在高温时将固体煤熔化为液体煤
C.煤的气化在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用
D.向煤中加入适量CaSO4，可大大减少燃烧产物中SO2的量
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A项，煤干馏可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含有这些芳香烃，错误；
B项，煤的液化是煤在高温高压条件下转化为液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化，错误；
C项，煤气化生成CO、H2，CO和H2的燃烧高效、清洁，正确；
D项，向煤中加入适量CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可大大减少燃烧产物中SO2的量，错误。
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12.用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，例如用由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制取聚苯乙烯。其生产过程如下：
①CH2==CH2＋ ―→
②
③n ―→
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下列说法不正确的是
A.通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯
B.煤干馏可以直接得到纯净的苯
C.制聚苯乙烯的反应中①为加成反应
D.反应③为加聚反应
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石油裂解是为了得到更多的有机化工原料，如乙烯等，A正确；
煤干馏只能得到苯和苯的同系物的混合物，还要进行分馏才能得到苯，B错误；
根据反应特点可知反应①为加成反应，C正确。
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13.(2022·重庆高一检测)用石油裂化和
裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙
烯酸乙酯的路线如右：
根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题：
(1)由CH2==CH2制得有机物A的化学反应类型是_________。
有机物A为CH2==CH2与H2O的加成产物：CH3CH2OH，故为加成反应。
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加成反应
(2)丙烯醛(CH2==CHCHO)中含有的官
能团是_______________(填名称)。
丙烯醛中官能团有两个：碳碳双键和醛基。
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碳碳双键、醛基
(3)A与B合成丙烯酸乙酯反应的化学方
程式是___________________________
_________________________________；
该反应的类型是_____________________。
A与B分别含—OH和—COOH，它们可发生酯化反应生成丙烯酸乙酯。
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CH2==CHCOOH＋CH3CH2OH
取代反应(或酯化反应)
(4)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是______________
___________________。
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nCH2==CH2
14.(2022·合肥高一检测)煤气化是有效利用化石能源的手段之一，有关反
应为①C＋H2O(g) CO＋H2、②CO＋H2O CO2＋H2，获
得的气体称为水煤气。某研究性学习小组为探究气体的成分，进行了如下实验：
[实验]　使水蒸气通过灼热的焦炭，收集反应后的气体。
[提出假设]　对气体的成分提出了三种假设。
假设1：该气体是CO、H2、H2O。
假设2：该气体是CO2、H2、H2O。
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(1)假设3：___________________________。
该气体是CO、H2、H2O、CO2
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根据反应原理，混合气体组成存在三种情况，第三种情况的气体组成为CO、H2、H2O、CO2。
[设计实验方案，验证假设]
拟用图中提供的仪器，选择必要的试剂，设
计一个实验，验证上述假设3(加热装置和导
管等在图中略去，实验前装置内部的空气已经排尽)。
(2)按气流从左至右连接各仪器，用题中小写字母表示接口的连接顺序(仪器可重复使用)：混合气→dc→___→___→___→___→___→ij。
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为了验证混合气中含CO、H2、H2O、
CO2，实验仪器的先后连接顺序为检验
水分→检验二氧化碳→除掉二氧化碳→
除掉水分→还原装置→检验水分→检验二氧化碳，仪器连接顺序为混合气体→dc→ij→gh→ef→ab→dc→ij。
(3)仪器A中需要加入的试剂名称为________
________________，其中反应的化学方程式
可能有________________________________
______________。
仪器A用于检验氢气和一氧化碳，可以选用氧化铜，利用氢气、一氧化碳加热还原氧化铜完成检验，反应的化学方程式为CuO＋H2
Cu＋H2O、CuO＋CO Cu＋CO2。
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氧化铜
(或其他合理答案)
CuO＋H2 Cu＋H2O、CuO＋CO
Cu＋CO2
(4)仪器B中需加入试剂的名称是__________，
其作用是_______________________。
白色的无水硫酸铜遇水后变为蓝色，所以可在装置B中加入无水硫酸铜(CuSO4)，通过观察颜色是否改变来确定混合气体中是否有水蒸气。
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无水硫酸铜
检验混合气体中是否有水
(5)本实验的尾气需处理，处理的方法为____
______________________________________
______________________。
一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，可在装置最后的导管口处放一个点燃的酒精灯，利用燃烧的方法消除CO的污染。
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可在装置最后的导气管口放一燃着的酒精灯将气体燃烧(或其他合理答案)
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第八章