请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：
| 物 质 |
Ca(HCO3)2 |
Mg(HCO3)2 |
Ca(OH)2 |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
MgCO3 |
| 溶解性 |
可溶 |
可溶 |
微溶 |
不溶 |
不溶 |
微溶 |
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ，可能含有Ca(OH)2和 。【设计方案】（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无 (填化学式)。
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g，则水垢全部是CaCO3。②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；③称量D瓶内物质增加的质量；④重复②和③的操作，直至D瓶内物质质量不变。测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如下图曲线所示：
【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到 作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知：水垢中一定含有
（化学式），理由是 。
（3）以上实验 （填“能够”或“不能”）检测出水垢中含有Mg(OH)2。
课外小组的同学上网查阅有关金属资料时，看到镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物。于是产生疑问：产生的气体和白色不溶物是什么物质？在老师的帮助下，他们进行了如下探究。
探究一 ：产生的无色气体是什么物质？
| 实验序号 |
实验操作 |
实验现象 |
解释及结论 |
| 实验I |
用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量饱和碳酸氢钠溶液的试管中 |
迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物 |
 |
| 实验Ⅱ |
将实验I中收集到的气体点燃，并在火焰上方罩一干、冷的小烧杯 |
气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现。 |
该气体是，燃烧的化学方程式为 。 |
探究二：产生的白色不溶物是什么物质？
【查阅资料】
1．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
2：MgCO3、Mg（OH）2加热易分解，分别生成两种氧化物。
【猜想与假设】
猜测1：白色不溶物可能为Mg(OH)2
猜测2：白色不溶物可能为MgCO3
猜测3：白色不溶物可能是Mg (OH)2和MgCO3的混合物
实验Ⅲ ①取洗净后的白色固体，加入足量的溶液，观察到固体溶解，产生无色气泡，则白色固体一定含有。（填名称）
②称取实验I中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部通入装置A和B中。
实验后装置A增重1.8g，则白色固体中还含有，装置B增重8.8g，试确定白色不溶物中各成分的质量比为：。
【实验反思】通过上述实验说明，对于未知物成分的确定，可以采取两种不同的实验方法，这两种方法分别是，。
不少同学都被蚊虫叮咬过，感觉又痛又痒。同学们从化学课上知道：蚊虫叮咬时能在人的皮肤内释放出蚁酸刺激皮肤，课外兴趣小组同学决定对蚁酸进行探究。
【提出问题】蚁酸的成分是什么？它有什么性质？
【查阅资料】蚁酸是一种有机酸，化学名称叫做甲酸，化学式为HCOOH；蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物。
【实验探究一】探究蚁酸的酸性。
（1）向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液，观察到溶液颜色变成色，说明蚁酸溶液显酸性；
（2）将锌粒放入盛有蚁酸溶液的试管中，有气泡产生，该气体是（填名称）。
【实验探究二】探究蚁酸分解的两种产物。
（1）小芳同学根据蚁酸中含有元素，推测出生成物中含有水；
（2）另一种生成物是气体，小敏提出两种猜想：
猜想①：该气体是CO2猜想②：该气体是
他们将蚁酸分解产生的气体通过如下装置（铁架台已略去），观察现象。
Ⅰ．实验时装置A中无明显变化，则猜想①（填“成立”或“不成立”）；
Ⅱ．装置B中的现象是，装置C中发生反应的化学方程式为。
【讨论交流】从环保角度看，该装置的缺陷是。
【拓展延伸】
（1）当你被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质中，你不会选择的物质是。
| A．牙膏 | B．食醋 | C．肥皂水 | D．烧碱 E．苏打水 |
（2）向某溶液中加入蚁酸有气泡产生，该气体能使澄清石灰水变浑浊，则该溶液中溶质的化学式可能是（只写一种）。
(14分)实验室获取氮气有很多种途径，常见的有3种方法。
方法一：将氨气（NH3）通过赤热的装有氧化铜的玻璃管，生成铜、氮气和水蒸气，除去水蒸气后测得氮气的密度为1．2508g/L。
方法二：将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末,测得该气体的密度为1．2572g/L。 进行实验时可选择的实验仪器如下图所示（省略夹持装置与加热装置）。
为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置 （选填装置编号）中加入（填名称）以除去其它杂质气体。
方法三：将亚硝酸钠（NaNO2）和氯化铵的饱和溶液加热，氮元素全部转化为氮气。下图是实验室用这种方法制N2，并测定生成N2体积的装置（部分装置略去），请回答相关问题。
【查阅资料】
（1）NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2↑+2H2O
（此反应会放出大量的热）；
（2）B部分中冰盐是冷凝作用
【实验探究】
①；
②20℃时，取含溶质0．21g饱和NH4Cl溶液放入烧瓶，连接装置；
③调节水准管，使其与量气管中液面相平，记录量气管中水面读数为12．0mL；
④打开分液漏斗活塞，逐滴滴入饱和NaNO2溶液，加热至反应发生，移走酒精灯；
⑤烧瓶中不再产生气泡时，关闭活塞；
⑥待冷却至室温，调节两边液面高度相平，记录量气管中水面读数为100．0mL；
⑦处理剩余药品，整理实验台。
【实验分析及数据处理】
（1）加入药品前必须进行的实验①是；
（2）步骤④中，移走酒精灯的目的是；
（3）计算生成氮气的质量和密度。 （4分，计算过程中以及最终数据均保留2位小数）
【解释与结论】
1892年，英国科学家瑞利（Rayleigh）发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比其他方法得到的纯氮气密度总是偏大5‰左右。若实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因是（已知：相同条件下，气体的相对分子质量越大，密度就越大）
【反思与评价】
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是
C
防止NaNO2饱和溶液蒸发 B．保证实验装置不漏气
C．使NaNO2饱和溶液顺利滴下 D．防止溶液冲入U形管
（2）科学家瑞利仅仅是从小数点第三位数的差别，发现了新物质。这启示我们在今后的学习 和生活中要学习科学家的．
A．严谨求实的科学态度和敢于怀疑的批判精神
B．科学研究中遇到疑惑就趁早放弃，不要浪费时间
C．不能因为微小的差异而放过一次成功的机会
D．要相信权威，权威一定是正确的
某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯
中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会儿后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴
加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式：。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl2和Ca(OH)2；猜想二：可能只有CaCl2；
猜想三：。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】实验步骤1：取少量烧杯内溶液加入试管中，滴加几滴酚酞溶液，振荡。
实验现象1：。结论：猜想一不正确。
实验步骤2：取少量烧杯内溶液加入另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量。
实验现象2：。结论：猜想二不正确，猜想三正确。
【反思与拓展】
（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑。
（2）验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，下列哪些物质或方法单独使用也能完成该实验？（填序号）
a．pH试纸 b．检查导电性 c．镁条 d．硝酸银溶液
（3）要处理烧杯内溶液，使其溶质只含有CaCl2，应向烧杯中加入过量的。
某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（查阅资料：①氮气不与碳、氧化铁发生反应；②氢氧化钡易溶于水，氢氧化钙微溶于水。）
（1）[提出假设]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；
（2）[设计方案]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。
（3）[实验步骤]①按上图连接装置，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，目的是；
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氮气目的是，冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.4g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
（4）[数据处理]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：
；
（5）[实验优化]A. 甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）2溶液，其理由是：
①；
②钡的相对原子质量较大，生成的沉淀质量较大，称量时误差较小；
B. 乙同学从环境保护的角度，提出一个优化方案是：。