化学研究性学习小组对铁生锈开展深入的探究。
（1）比较与分析铁钉在不同条件下生锈程度。同学们设计了如图所示的对比实验，并进行实验。4h后观察到：试管Ⅰ、Ⅱ中的铁钉均生锈，试管1铁钉生锈程度大于试管Ⅱ；试管Ⅲ中铁钉不生锈。
①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的原因是________ 。
②试管Ⅲ中，使用冷却后的沸水的目的是________ 。
③铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成氢氧化亚铁，该反应的化学方程式是________。
（2）探究植物油能否完全隔绝氧气。
同学们第二天观察，发现试管Ⅲ中的铁钉也有些锈斑。为此大家又做了如下探究。
[进行实验]实验1：将涂水的铁片置于植物油中，并放置于密封的无氧容器中，8h后观察铁片无锈迹。排除植物油和铁片上的水中微量氧气对铁片锈蚀的影响。
实验2：将涂水的铁片置于植物油中，并敞口放置于空气中，8h后发现少量锈斑，再过一段时间后观察，锈斑面积增大。
①综合以上两个实验，可得出的结论是________ 。
[交流讨论]②查阅文献获知，植物油对空气中的水分有较好的隔绝效果，请设计实验方案加以验证：________。
（3）在老师的指导下，进一步探究酸性条件下铁锈蚀的情况。
[查阅资料]
Ⅰ．溶解氧是指溶解在水里氧气的量，用每升水里氧气的毫克数表示。
Ⅱ．醋酸具有酸的通性，能与活泼金属发生反应。
[实验探究]
将4份等质量的铁粉和碳粉的混合物分别加入相同体积不同pH的醋酸的水溶液中，分别用溶解氧传感器和压强传感器采集数据获得下图和下表。
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pH | 压强/KPa | ||
实验前 | 实验后 | 压强差 | |
2.0 | 90.56 | 91.58 | 1.02 |
3.0 | 90.46 | 91.23 | 0.77 |
4.0 | 90.48 | 90.34 | -0.14 |
5.0 | 90.81 | 90.64 | -0.17 |
①从左上图中可知，在酸性条件下水溶液中溶解氧随时间变化均呈下降趋势，原因是________。
②从右上表中可知pH为2.0~3.0时，实验后系统中气体压强增大，是因为________。
实验室利用下列仪器和装置制取气体，请回答：
（1）制取氧气
①实验室制取氧气所用的反应物，其组成上都含有________。
②实验室用高锰酸钾制取氧气，发生装置除了选用仪器B、D，还需选用的仪器是________（填标号），反应的化学方程式是________。
（2）制取二氧化硫
实验室用亚硫酸钠（Na2SO3）固体与稀硫酸在常温下反应制取二氧化硫。二氧化硫是一种有毒气体，密度大于空气，化学性质与二氧化碳相似。
①用甲装置制取二氧化硫，装置中小试管的作用是________ 。
②用乙装置收集二氧化硫时，________（填“a”或“b”)端管口与c管口相连，装置丙中氢氧化钠溶液的作用是________。
甲、乙、丙是初中常见物质，它们之间的转化关系如下图所示，其中部分反应物、生成物及反应条件已略去。
（1）若甲、乙、丙都是气体，丙是灭火剂，则乙是________。
（2）若甲、乙、丙都为金属，反应皆是在溶液中进行的置换反应，甲、乙、丙三种金属的化学式依次是________（写一组）。
（3）若甲、乙、丙含相同的金属元素。甲是可用于改良酸性土壤的碱，乙转化为丙的化学方程式是________(写一个）。
（4）下列三组物质中，符合上述转化关系的是________ （填标号）。
组别 | 甲 | 乙 | 丙 |
a | H2O2 | H2O | O2 |
b | Na2CO3 | NaOH | Na2SO4 |
c | KOH | KNO3 | K2CO3 |
镁和铝都是很重要的金属材料。
（1）如图是铝的微粒结构示意图，该微粒的符号是________。
（2）将纯铝和铝合金相互刻划，纯铝上留下明显的划痕，说明_________。
（3）为测定某铁铝粉末混合物中铝的含量，设计了如下实验方案。
[查阅资料] Al（OH）3既可以与酸反应，也可以与碱反应生成可溶性的盐和水。Mg（OH）2不溶于水，受热分解为对应的金属氧化物和水。
[实验流程]
①铝与盐酸反应的化学方程式是___________。
②对沉淀进行洗涤的目的是____________。
③镁铝合金中铝的质量是_________g。
水与溶液在生产生活中有广泛的用途。
（1）将硬水转化为软水的原理是将硬水中溶有较多含________（填元素符号，下同）、________的物质除去。
（2）在水中加入洗涤剂可增强去油污的能力，这是因为洗涤剂有________作用。
（3）自热米饭是利用发热包中的生石灰与水反应放出热量来进行加热，生石灰与水反应的化学方程式为________ 。
（4）如图为甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。
①在30℃时，向30g甲物质中加入50g水，充分搅拌后，需再加入________g水恰好形成饱和溶液。
②若甲中混有少量乙，采用________的方法提纯甲。
③30℃时，将甲、乙、丙的饱和溶液降温到10℃，所得溶液的溶质质量分数最小的是_______。
中科院大连化学物理研究所研究出天然气转化利用的新技术：通过新型高效的催化剂，成功实现了甲烷（CH4）在无氧条件下一步高效生产氢气、乙烯和苯等高值化学品，没有产生二氧化碳。相关的物质转化示意图如下：
（1）甲烷中碳元素的质量分数为________。
（2）根据催化剂的特性可知，催化剂在甲烷转化的反应前后，其质量和________不变。
（3）甲烷在无氧条件下通过催化剂转化成为A和B两种物质的化学方程式为 ________。
（4）物质C的化学式是________ 。
（5）该新技术的优点是________(写一点）。
