某自主学习小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，探究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.0 mL，大理石用量为10.00g。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
| 实验编号 |
T/K |
大理石规格 |
HNO3浓度/mol·L－1 |
实验目的 |
| ① |
298 |
粗颗粒 |
2.00 |
(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； (Ⅱ)实验①和＿＿探究温度对该反应速率的影响； (Ⅲ)实验①和＿＿探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。 |
| ② |
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| ③ |
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粗颗粒 |
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| ④ |
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(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图：依据反应方程式
CaCO3＋HNO3
Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O，计算实验①在70－90 s范围内HNO3的平均反应速率(忽略溶液体积变化，写出计算过程)。
下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略（装置①和装置②为气体发生装置）。
（1）甲同学用此装置（在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶）制备NO2并验证其性质。装置①用于实验室制备NH3，用装置②制备过量O2。装置①中发生反应的化学方程式是 。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请解释原因 。
（2）乙同学用此套装置合成SO3，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中若盛放酸性K2Cr2O7溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是 （生成物中Cr以Cr3+形式存在）；现欲制得纯净干燥的SO3，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进 （从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明补充和替换的位置）。
（3）丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率（装置①、装置②分别制NO和NH3），将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。
请回答：装置⑦的作用可能是 ；若进入装置⑤的NO共22．4L（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下11．2LN2，则NO的转化率是 。
Ⅰ．某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3，装置如图所示（气密性已检验，部分夹持装置略）：
（1）请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用 。
（2）当D中有大量白色固体析出时，停止实验，将固体过滤、洗涤，取一定量配成样液，并加入BaCl2溶液，出现白色沉淀并有气体产生，其离子方程式是 。
Ⅱ．某课外活动小组欲利用氨气与CuO反应，研究氨气的性质并测其组成，设计了如下实验（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：
（1）仪器b中可选择的试剂为（任意填一种） 。
（2）实验中，装置C中黑色CuO粉末全部转化为红色固体（已知Cu2O也为红色固体），量气管中有无色无味的气体。实验前称取黑色CuO 80g，实验后得到红色固体质量为68g。则红色固体成分的化学式为 。
（3）F中读取气体体积前，应向上或向下移动右管，使得左右两边液面相平，若无此操作，而F中左边液面低于右边液面，会导致读取的气体体积 （填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。
（4）要想测得氨气分子中氮、氢原子个数比，实验中应至少测量或读取哪些数据 （填序号）。
a．B装置实验前后质量差mg； b．F装置实验前后液面差VL
c．D装置实验前后质量差mg； d．E装置实验前后质量差mg；
（5）E装置中浓硫酸的作用是 。
某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
（1）乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是 (用化学方程式表示)，所以他认为应该检验 (填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。
（2）为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是（填写数字序号） 。
①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热；②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中；
③先加热炭，再加入冷浓硝酸；④先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸。
（3）请用平衡移动原理解释B装置的作用 。
（4）C装置中出现的现象是 ，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO3－形式存在，写出生成该离子的化学方程式 。
CoxFe3－xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3－xO4的主要步骤如下：
（1）步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为；
（2）步骤②将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中，升温到60℃，吹入空气，待晶种长大到一定尺寸后，过滤、水洗、干燥，得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是，吹入空气的作用为。
（3）步骤③将FeOOH在200～300℃下加热脱水，生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的(填字母)。
a．蒸发皿 b．烧杯 c．坩埚 d．泥三角 e．酒精灯
（4）步骤④通入H2，加热至300～400℃，生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2，其作用为。
（5）步骤⑤加入CoSO4溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是。
（6）某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO4·7H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
| 金属离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
| Fe3＋ |
1.1 |
3.2 |
| Fe2＋ |
5.8 |
8.8 |
| Co2＋ |
6.9 |
9.4 |
请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)：
①用N－甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料，使LiCoO2与铝箔分离，得到LiCoO2粗品并回收铝。
②。
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为5，过滤。
④。
⑤将Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中，蒸发浓缩、降温结晶，得到CoSO4·7H2O晶体。
工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2，杂质不溶于水和酸)为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，涉及流程如下： 
已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：
（1）黄铜矿在空气中焙烧能生成铁和铜的低价硫化物，写出其反应的化学方程式：；
（2）试剂X的化学式为；
（3）常温下，0.1 mol／L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为，用pH试纸测该溶液pH值的方法是；
（4）在溶液N中加入乙醇的目的是。