硝酸是極其重要的化工原料，工業上將產生的NO₂在密閉容器中用水多次反復循環吸收制備硝酸。
(1)工業上用水吸收NO₂生產HNO₃，生成的氣體經多次氧化、吸收的循環操作充分轉化為硝酸(假定上述過程無其他損失)。試寫出上述反應的化學方程式：
                                                                   。
(2)為了證明NO也可以與氧氣和水共同反應生成HNO₃，某學生設計了如圖所示裝置(有關夾持裝置已略去)。

①檢查裝置氣密性良好后，為觀察到NO氣體生成，打開K₁，關閉K₂，應從U形管的長管口注入稀硝酸至     后，迅速關閉K₁，觀察到U形管內的現象是                                                                    。
②裝置Ⅲ中發生反應的化學方程式為                                   。
③蘸NaOH溶液的棉花團的作用是                                     。
④打開K₂，至裝置Ⅱ中長玻璃管中的氣體呈無色后，打開K₃，反應一段時間后，長玻璃管中并未充滿液體。設計簡單方法檢驗長玻璃管中的氣體是否含NO                        。

硝酸是極其重要的化工原料，工業上將產生的NO2在密閉容器中用水多次反復循環吸收制備硝酸。

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

。

(2)為了證明NO也可以與氧氣和水共同反應生成HNO3，某學生設計了如圖所示裝置(有關夾持裝置已略去)。

①檢查裝置氣密性良好后，為觀察到NO氣體生成，打開K1，關閉K2，應從U形管的長管口注入稀硝酸至 后，迅速關閉K1，觀察到U形管內的現象是 。

②裝置Ⅲ中發生反應的化學方程式為 。

③蘸NaOH溶液的棉花團的作用是 。

④打開K2，至裝置Ⅱ中長玻璃管中的氣體呈無色后，打開K3，反應一段時間后，長玻璃管中并未充滿液體。設計簡單方法檢驗長玻璃管中的氣體是否含NO 。

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

① 試寫出上述反應的化學方程式。                                     

② 設循環操作的次數為n，試寫出NO₂→HNO₃轉化率與循環操作的次數n之間關系的數學表達式。

③ 計算一定量的二氧化氮氣體要經過多少次循環操作，才能使95％的二氧化氮轉變為硝酸？

(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。實驗證明：不同濃度的HNO₃與同一金屬反應可生成不同的還原產物。例如，鎂與硝酸反應實驗中，測得其氣相產物有H₂、N₂、NO、NO₂，液相產物有Mg(NO₃)₂，NH₄NO₃和H₂O。生成這些產物的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反應的方程式；

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