今年地球日主题为：“珍惜地球资源，转变发展方式”。为减少化石燃料的使用，降低污染，各国都在积极进行技术创新。
（1）美国科学家发明了一种“发电叶子”，将这种叶子放入水中，在太阳光照射下，叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中，再转化为电能，供家庭用电需求。
①整个过程中都发生了哪些形式的能量转化： 。
②“发电叶子”产生氢气、氧气的化学方程式为 。
（2）我国积极改进风电技术，扩大风电使用，并配套大型储能设备——“全钒液流”储能电池，以保证稳定供电。
①与煤炭火力发电相比，风力发电的优点是 。
②“全钒液流”储能电池在充电时，电池中的VO2+会变成VO2+，这个过程中钒元素（V）的化合价由 价变为 价。
（3）为了降低汽车排放的尾气对空气的污染，现在的大部分汽车都安装了催化式排气净化器。下图列举的是几种气体在净化器中转换前后的变化。
①根据下图所提供的信息，举例说明催化式排气净化器是如何降低汽车尾气污染的：
。
②气体在催化式排气净化器里面发生了化学变化。请用原子、分子的知识概括化学变化的实质： 。
③为了使汽车尾气的污染更小，研究催化式排气净化器的专家们还要注意什么问题：
。
氮气是一种重要的工业原料，广泛应用于化肥等工业。工业常用PSA变压吸附制氮气，某学习小组查阅到相关制氮气工艺流程，并展开学习，请回答相关问题：
【资料】：
1、碳分子筛对不同气体的吸附强度不同，如图所示；
2、气压越大，碳分子筛吸附能力越强，反之越弱；
3、碳分子筛可以再生，能重复使用。
（1）吸附塔中碳分子筛具有吸附性，这种性质是（填“化学”、“物理”）性质，根据工艺流程，资料1图像中气体②是（填化学式）；
（2）根据资料，碳分子筛再生的方法是。
（3）相比分离液态空气制氮气，该工艺的优点是；
（4）氮气可作食品保护气，是因为氮气化学性质（填“稳定”、“活泼”）。N2和H2在500℃、200MPa及催化剂的条件下发生反应，生成NH3，反应的化学方程式为，反应中，N2和H2的质量比为。
新课标化学教材九年级上册（2012教育部审定）“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何?
【实验探究】
| 实验步骤 |
实验现象 |
| Ⅰ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。 |
A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象 |
| Ⅱ．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。 |
试管中均产生气泡，带火星木条均复燃 |
| Ⅲ．将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag。 |
|
| Ⅳ分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。 |
【实验结论】
（1）A中产生的气体是；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的和在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式。
【实验评价】
实验设计Ⅳ的目的是；
若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是。
【实验拓展】
查阅资料得知，CuO、CuSO4、、、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。
下列有关催化剂的说法中正确的是。
MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
同一个化学反应可以有多种催化剂
催化剂只能加快化学反应的速率
用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
酶是一种重要的生物催化剂，它属于糖类
【拓展计算】如果需制备氧气9．6克，至少需要5%过氧化氢克。
某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3两种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成，
猜想①：只有Cu；猜想②：只有；猜想③：是Cu 、Fe2O3的混合物
【实验探究】
同学们为确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，按右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，继续通CO气体直至玻璃管冷却。
（1）在装置A中先通CO气体的目的是 。A装置中发生反应的化学方程式；实验中观察到A装置中的现象为。
（2）反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：
| 反应前 |
反应后 |
| 玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g |
玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g |
小蒋同学初步分析表中的数据后，马上得出猜想（填“①”“②”“③”）肯定不正确，理由是。
（3）小林同学认为为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前应先断开A和B的连接，你认为是否需要？（填“需要”或“不需要”），理由是。
【反思评价】实验后小组内有同学指出：上图装置未进行尾气的处理。于是有同学设计了用右图装置代替原装置，则C装置的作用有 、 （至少答两点）。
合金在生活中应用十分广泛。已知某合金粉末除含金属铝外，还含有铁、铜中的一种或两种。小明利用如图装置对合金粉末中铁、铜的存在进行探究时，误把氢氧化钠溶液当成稀硫酸加入到锥形瓶中，他惊奇的发现有无色气体放出，注射器活塞向右移动。
【提出问题】难道NaOH溶液也能与某些金属发生化学反应吗？
【查阅资料】
（1）铝能与氢氧化钠溶液反应，铁、铜不能与氢氧化钠溶液反应。
（2）铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑（其中，NaAlO2溶于水，溶液呈无色）
【进行猜想】猜想1：该合金粉末中除铝外，还含有铁；
猜想2：该合金粉末中除铝外，还含有 ；
猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜。
【实验探究】下列实验（见下表）仅供选用的试剂：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液。
实验记录：
| 实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
| ①取一定量的合金粉末，加过量的，充分反应后过滤，滤渣备用 |
粉末部分溶解，并有无色气体放出，形成无色溶液 |
合金中一定含有 |
| ②取步骤①所得滤渣，加过量，充分反应 |
滤渣部分溶解，并有无色气体放出，溶液呈浅绿色 |
合金中一定含有 |
【得出结论】猜想3成立。
【拓展】下列可用于小明验证铝、铁、铜三种金属的活动性强弱的一组药品是
A．Fe、Cu、Al（NO3）3溶液 B．Al、Fe、Cu、稀盐酸
C．Al 、Cu、FeSO4溶液 D．Cu、Al（NO3）3溶液、FeSO4溶液
铁质水龙头长期使用容易生锈，小明从自家水龙头上取下一些铁锈样品，用图甲所示的装置进行实验。 
（1）B处澄清石灰水变浑浊，反应方程式为，C处酒精灯的作用是
（2）实验结束，小明将所得的黑色固体物质放入足量的稀硫酸中，发现没有气泡，这说明生成物中（有或没有）铁。
为解释这个现象，小明查阅下列资料：
Ⅰ.已知铁的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3，，在一定条件下，均能逐步失去其中的氧，最终被还原为铁。
Ⅱ.某炼铁厂对氧化铁和一氧化碳进行热反应分析，获得相关数据并绘制成下图。
通过分析资料确定：
①700℃时氧化铁和一氧化碳进行反应的产物是（填FeO或Fe3O4或Fe）.
②小明实验失败的主要原因是。