按如图3所示装置进行实验：

在C中装碱石灰来吸收净化后的气体．D装置的作用是．

把一定量样品与足量稀硫酸反应后，用如图4装置测量产生CO₂气体的体积，B溶液最好采用（以下选项中选择）使测量误差较小．

a．饱和碳酸钠溶液    b．饱和碳酸氢钠溶液

c．饱和氢氧化钠溶液     d．饱和硫酸铜溶液．

在烧杯中加入一定体积的稀硝酸，打开止水夹，用注射器慢慢抽取干燥管内的空气，稀硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到充满整个干燥管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，观察干燥管内的现象．反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取干燥管内的气体（事先已将注射器内原有的空气推出），关闭止水夹后取下注射器，并抽取一定量的空气，观察到的现象是．

①该反应的气体产物是CO₂ ．

②该反应的气体产物是CO．

③该反应的气体产物是．

如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比．

查阅资料

氮气不与碳、氧化铁发生反应．实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气．请写出该反应的离子方程式：．

①按图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；

②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；

③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；

④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气．冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；

⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g．

步骤②、④中都分别通入N₂ ， 其作用分别为．

试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：．

学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善．

①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）₂溶液，其理由是．

②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：．

①小组预测一定有O₂生成，理由是．

②N₂的电子式是，步骤Ⅱ中，通入一段时间N₂的目的是．

③步骤Ⅲ中，装置A内若出现了红棕色气体，其化学式是．

④装置C中若红色始终未褪，其设计的目的是．

⑤实验中发现Mg（NO₃）₂分解时有O₂生成，其实验现象是，用化学用语解释，产生上述现象的原因是．

⑥实验中Mg（NO₃）₂分解没有N₂生成的理由是．

⑦Mg（NO₃）₂分解的化学方程式是．

⑧装置F中溶液质量增加的原因是．

在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口（答m或n）．

其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义．（试结合平衡移动原理回答）