为了探究浓度对硫酸氧化性的影响，某学习小组进行了以下探究活动：

[探究一]称取无锈铁钉（碳素钢）12.0g放入30.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。

（1）甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺。若要确认其中的Fe²⁺，请选择下列试剂，设计简单的实验方案（简述操作过程、现象和结论）　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

供选用试剂：a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液　

c.浓氨水　　　 d.酸性KMnO₄溶液

（2）乙同学为了测定气体Y中SO₂的含量，设计如下三种方案：

方案I.取672mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g。

方案II.向VmL c mol·L^-1酸性高猛酸钾溶液中缓慢通入Y气体aL（标准状况），溶液恰好完全褪色。

方案III，取VL（标准状况）气体Y缓慢通入足量的氢氧化钡溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、烘干，称得固体质量为mg。

①其中不合理的方案是　　　　　　　　　 ，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 。

②选择合理方案的数据计算气体Y中SO₂的体积分数

（用含未知数的代数式表示）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

[探究二]分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H₂和CO₂气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持装置已省略）。

（3）装置A中试剂的作用是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　 。

（4）简述确认气体Y中含有CO₂的实验现象：　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 。

（5）有同学根据“F干燥管无水硫酸铜是否变蓝色”确认Y气体中是否有氢气，你认为是否可靠？　　　　　　　　 　　　 （填“可靠”或“不可靠”），简述理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

为探究Fe(NO₃)₂等硝酸盐热分解产物和产物的性质，某化学小组开展如下探究性学习：

【查阅资料】金属活泼性不同，其硝酸盐分解产物不同

（1）K→Na活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气；

（2）Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO₂和O₂；

（3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO₂和O₂。

2KNO₃2KNO₂↑+O₂↑ 2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑

2AgNO₃2Ag+2NO₂↑+O₂↑

【实验一】探究Fe(NO₃)₂热分解固体产物中Fe元素的价态。该小组甲同学将其溶于足量的稀H₂SO₄得到相应两份溶液，进行以下探究实验。

【提出猜想】

猜想一：Fe元素只显+2价；

猜想二：Fe元素只显______价；

猜想三：Fe元素_________。

【实验操作】①向一份溶液中滴入KSCN溶液；②稀酸性KMnO₄溶液中滴入另一份溶液。

【实验现象】实验① 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

实验②　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

【实验结论】猜想二成立，则Fe(NO₃)₂分解的化学方程式是　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

【实验二】探究Fe(NO₃)₂热分解气体产物的性质。小组乙、丙同学进行了如下图所示的实验（收集时操作恰当，几乎没有空气）

实验步骤：①连接仪器；②检查装置气密性；③取一定质量Fe(NO₃)₂装于大试管，并重新连接好仪器；④加热；⑤……

（1）乙同学使用A装置收集气体，恰好收集到27mL红棕色气体，要从水槽中取出量筒，乙同学的正确操作方法是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）乙同学用带火星木条检验量筒内气体时，发现木条燃烧，下列判断中正确的是　　　 　　　　 。

a．气体中只有NO₂　　　　　　　　　　　　 b．气体是O₂、NO₂的混合物

c．支持燃烧的气体只有O₂ d．NO₂支持燃烧

(1)若甲、乙、丙均为短周期元素的单质，甲原子的最外层电子数与电子层数之比为2∶3,乙原子核外电子总数为甲的。?

①X的电子式为　　　　　　　　　　　。?

②X与甲反应的化学方程式为　　　　　　　　。?

③已知1 mol乙与丙完全反应只生成Z时放出110.5 kJ热量，只生成X时放出393.5 kJ热量。表示乙燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　。?

(2)若X为盐，其焰色反应呈黄色，丙是植物进行光合作用的气体原料。(图中有关反应均在溶液中进行，且部分产物已略去)?

①使X焰色反应呈黄色的粒子的结构示意图为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?

②实验室检验气体丙反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?

③若乙和丙按物质的量比为3∶2完全反应，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。?

下图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对演示实验改进后的装置：

（1）　　 写出铜和浓硝酸反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）和甲装置相比，乙装置的优点有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　

（3）为了进一步验证NO₂和水的反应，某学生设计了丙装置,做实验时先关闭弹簧夹

　　　 ，再打开弹簧夹　　　　　 ，才能使NO₂气体充满②试管。

（4）当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离，欲使烧杯中的水进入②试管应如何操作　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 。

（5）②试管中的NO₂和水充分反应后，所得溶液物质的量浓度的最大值是

　　　　　 （气体体积按标准状况计算）。

（1）请写出丙中含氧官能团的名称：　　　　　　　　　　　　。

（2）请判别上述哪些化合物互为同分异构体：　　　　　　　　。

（3）请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法（指明所选试剂及主要现象即可）。

鉴别甲的方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

鉴别乙的方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

鉴别丙的方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）请按酸性由强至弱排列甲、乙、丙的顺序：　　　　　　　。