钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中，某校兴趣小组-优题课

母亲节前夕,阳阳对妈妈给外婆购买的" $X X$ 牌"苏打饼干及其配料表产生了浓厚的兴趣.在化学课上,阳阳听老师说过,苏打是碳酸钠 $(N a_{2} C O_{3})$ 的一个俗名,她再仔细阅读该饼干的配料表如下:小麦粉、小苏打….她思考:配料中小苏打有何作用?如何鉴别苏打 $(N a_{2} C O_{3})$ 和小苏打 $(N a H C O_{3})$ ?

下面是阳阳进行的研究性学习过程,请你参与并回答相关问题．
【资料获悉】
（1）相同条件下, $N a_{2} C O_{3}$ 溶液比 $N a H C O_{3}$ 溶液的碱性强;
（2） $20 ℃$ 时, $N a_{2} C O_{3}$ 、 $N a H C O_{3}$ 的溶解度分别为 $21.3 g$ 和 $9.6 g$ ；
（3） $N a H C O_{3}$ 在 $270 ℃$ 时能发生如下分解反应:
$2 N a H C O_{3} \overset{加热}{=} N a_{2} C O_{3} + H_{2} O + C O_{2} ↑$ ,而 $N a_{2} C O_{3}$ 受热不易分解．

【实验过程】
实验一:验证 $N a_{2} C O_{3}$ 和 $N a H C O_{3}$ 热稳定性的差异.在老师的指导下,你们按如图所示进行实验若实验现象为(1),则能得出 $N a H C O_{3}$ 受热易分解, $N a_{2} C O_{3}$ 受热不易分解．
实验二:用酸碱度的差异鉴别 $N a_{2} C O_{3}$ 和 $N a H C O_{3}$ .你们若用广泛 $p H$ 试纸测定相同条件下两种溶液的 $p H$ ,则 $p H$ 较大的是(2).
实验三:用 $20 ℃$ 时溶解度的差异鉴别 $N a_{2} C O_{3}$ 和 $N a H C O_{3}$
请完成下表:(忽略溶解过程中热量的变化)

实验操作	预期的现象和结论
(3)	(4)

【交流总结】
（1）配料中小苏打主要起发泡作用．
（2）可以通过溶解度、酸碱度等差异来鉴别 $N a_{2} C O_{3}$ 和 $N a H C O_{3}$ ．
通过上述研究性学习过程.你们认为小苏打 $(N a H C O_{3})$ 除用于食品工业外,在日常生活及实验室中还有哪些应用,试举一例:.

电解水实验可以确定水的组成．甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进行探究．

【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗？
【查阅资料】
图Ⅰ所示装置可用于电解水实验；硫酸钠可增强水的导电性，硫酸钠溶液呈中性．
【实验与讨论】
三位同学分别向U形管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液，接通直流电，观察现象，电解一段时间后，断开电源．
（1）实验中发现试管①电极附近的溶液迅速变红，管②电极附近的溶液任为无色，乙同学用pH试纸测定管②电极附近的溶液，pH小于7．说明试管①电极附近的溶液呈性，管②附近的溶液呈_________（选填“酸”、“碱”或“中”）性．
（2）甲同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅱ所示倒入烧杯中，发现红色立刻消失．乙同学、丙同学将试验后U形管中的溶液按图Ⅲ所示分别倒入烧杯中，发现红色不完全消失．经讨论与分析，乙、丙同学的试验中溶液的红色不消失，原因可能是酸．
（3）甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等，再将洗涤液倒入自己实验的烧杯中，观察现象：
甲同学的溶液仍为无色．
乙同学的溶液中红色仍不消失．
丙同学的溶液中红色．
（4）甲、乙、丙同学分析了实验现象，为确证溶液的酸碱性，又进行下列实验：
甲同学用来测定溶液，原因是．
乙同学向溶液中滴加，使溶液中红色刚好褪去．因为造成（3）中溶液的红色仍不消失的原因是．
【解释与结论】
用硫酸钠增强水的导电性时，点解后溶液混合均匀，呈中性．
【交流与反思】
甲同学取55g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解，消耗了5g水后，则电解后硫酸钠溶液的质量分数为．
甲同学的老师上课时用NaOH增强水的导电性，点解后溶液的碱性．
乙同学的老师上课时用H₂SO₄增强水的导电性，点解后溶液的酸性．

某兴趣小组的同学探究浓硫酸与铁定（碳素钢）反应后产生气体的成分．
【查阅资料】①Fe与浓H₂SO₄反应，加热，有SO₂生成
②C与浓H₂SO₄反应，加热，有CO₂和SO₂生成
③SO₂可使澄清石灰水变浑浊
④SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能
⑤SO₂可与酸性KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能
⑥碱石灰的主要成分为NaOH和Cao
【实验探究】
（1）称取24.0g铁钉放入60.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到的溶液X并收集到气体Y．甲同学通过实验测定并推知气体Y中SO₂气体的体积分数为66.7%．同学们认为气体Y中还可能还有H₂和Z气体，则Z气体可能是_______．探究实验的主要装置如图所示：

（2）装置A中试剂的作用是____________．
（3）为确认Z的存在，需要将装置甲（如图所示）接入上述装置的（填编号）之间．装置甲中的液体名称是．

（4）实验中，如果观察到装置D中，且装置E中，则可确认Y中还有H₂气体．
（5）如果需要测定限定体积气体Y中H₂的含量（H₂约为0.01g）．除可用测量H₂体积方法外，（选填：“能”或“不能”）用称量上图中装置D、装置E的质量变化的方法，通过计算说明你判断的理由．

为探究Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，有甲、乙、丙三位同学设计了如下方案：
（1）甲同学将金属分别放入盛有盐酸的3支试管中。根据铜加入盐酸中无变化，
现象，判断出Al>Fe>Cu。
（2）乙同学只用一支试管，只取一次盐酸也能证明Al>Fe>Cu，他在盐酸中插入金属的顺序
是Fe。
（3）丙同学只调整了乙同学插入盐酸中金属的顺序，也能得到正确结论。丙同学调整金属
的顺序为。
【拓展应用】在CuCl₂和AlCl₃的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象，则滤液中一定含有的溶质是。

(7分)某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图，装置气密性良好)，一段时间后，进行观察。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。

[观察现象]①装置中右侧导管中的液面升高。
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。
[提出问题]导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
[理论分析]小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是。
[猜想与假设]小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：①Fe、②Fe₂O₃、③FeCl₃、④C
四种物质。
[分析与验证]小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
⑴小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是。
⑵小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是。
⑶小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：