(14分)HNO₃是極其重要的化工原料。工業(yè)上制備HNO₃采用NH₃催化氧化法，將中間產(chǎn)生的NO₂在密閉容器中多次循環(huán)用水吸收制備的。(1)工業(yè)上用水吸收二氧化氮生產(chǎn)硝酸，生成的氣體經(jīng)過多次氧化、吸收的循環(huán)操作使其充分轉(zhuǎn)化為硝酸(假定上述過程中無其它損失)。

① 試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。                                     

② 設(shè)循環(huán)操作的次數(shù)為n，試寫出NO₂→HNO₃轉(zhuǎn)化率與循環(huán)操作的次數(shù)n之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

③ 計(jì)算一定量的二氧化氮?dú)怏w要經(jīng)過多少次循環(huán)操作，才能使95％的二氧化氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛幔?

(2) 上述方法制備的HNO₃為稀硝酸，將它用水稀釋或蒸餾、濃縮可制得不同濃度的HNO₃。實(shí)驗(yàn)證明：不同濃度的HNO₃與同一金屬反應(yīng)可生成不同的還原產(chǎn)物。例如，鎂與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得其氣相產(chǎn)物有H₂、N₂、NO、NO₂，液相產(chǎn)物有Mg(NO₃)₂，NH₄NO₃和H₂O。生成這些產(chǎn)物的HNO₃濃度范圍為：H₂：c<6.6 mol/L；N₂和NH₄⁺：c<10 mol/L；NO：0.1 mol/L<c<10 mol/L；NO₂：c>0.1 mol/L。各氣相產(chǎn)物成分及含量隨HNO₃濃度變化曲線如下圖所示。

④ 寫出Mg與11 mol/L的HNO₃反應(yīng)的方程式；

⑤ 960 mg Mg與一定體積4 mol/L的HNO₃恰好完全反應(yīng)，收集到224 mL氣體(S.T.P)氣體，試通過計(jì)算寫出反應(yīng)方程式。

硝酸是極其重要的化工原料，工業(yè)上將產(chǎn)生的NO₂在密閉容器中用水多次反復(fù)循環(huán)吸收制備硝酸。

（1）工業(yè)上用水吸收NO₂生產(chǎn)HNO₃，生成的氣體經(jīng)多次氧化、吸收的循環(huán)操作充分轉(zhuǎn)化為硝酸(假定上述過程無其他損失)。試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：

______________________________________________________________。

（2）為了證明NO也可以與氧氣和水共同反應(yīng)生成HNO₃，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示裝置(有關(guān)夾持裝置已略去)。

①檢查裝置氣密性良好后，為觀察到NO氣體生成，打開K₁，關(guān)閉K₂，應(yīng)從U形管的長(zhǎng)管口注入稀硝酸至　　　　后，迅速關(guān)閉K₁，觀察到U形管內(nèi)的現(xiàn)象是____________________________________________________。

②裝置Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。

③蘸NaOH溶液的棉花團(tuán)的作用是___________________________________。

④打開K₂，至裝置Ⅱ中長(zhǎng)玻璃管中的氣體呈無色后，打開K₃，反應(yīng)一段時(shí)間后，長(zhǎng)玻璃管中并未充滿液體。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方法檢驗(yàn)長(zhǎng)玻璃管中的氣體是否含NO__________________________________________________。