、全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究。
问题一：探究铁生锈的条件。
课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验。
（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是____________________________。
（2）反应开始后，甲装置中反应现象是______________，MnO2的作用是______________。
（3）4 min后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与_______和_______有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是_______。
问题二：测定铁锈的组成。
铁锈的成分主要为Fe2O3·H2O，还含有少量的FeCO3。某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成。取一高度腐蚀的干燥铁钉（含有少量铁），称其质量为20.08 g，在N2环境中，充分加热到质量不再减少。该过程中仅考虑发生反应：Fe2O3·H2O
Fe2O3＋H2O↑，FeCO3FeO＋CO2↑，且不需要考虑装置中空气对本实验的影响。
（物质的相对分子质量：Fe2O3·H2O－178，FeCO3－116)
（碱石灰成分：CaO和NaOH固体混合物，能吸收二氧化碳和水）
（4）若反应前后称得C装置总质量分别为100.00 g和102.24 g，则反应生成的CO2和水蒸气的总质量为_______g，D装置中碱石灰的作用是_______。
（5）经过改进后，测得m(H2O)＝1.80 g，m(CO2)＝0.44 g，请计算锈铁钉的组成。
①锈铁钉中Fe2O3．H2O的质量＝________ g。
②锈铁钉中FeCO3的质量＝_______g。
③锈铁钉中单质铁的质量分数＝______________。
（6）将20.08 g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中是否有H2？_______（填“有”或“无”），请通过计算说明。
[已知：①Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O； ②铁在H2 SO4和Fe2(SO4)3混合溶液中先发生的反应为：Fe＋Fe2(SO4)3＝3FeSO4。Fe2(SO4)3的相对分子质量为400]
小雨阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是她对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)。
| 实验序号 |
KClO3质量 |
其他物质质量 |
待测数据 |
| ① |
1．2g |
/ |
|
| ② |
1．2g |
CuO0．5g |
|
| ③ |
1．2g |
MnO2 0．5g |
（1）上述实验应测量的“待测数据"是；
（2）若实验②比实验①的“待测数据”更_______(选填“大"或“小")，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率；
（3）将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0．5g黑色粉末，再将该黑色粉末放入试管中，加入________________，若观察到，说明黑色粉末的化学性质在反应前后保持不变。
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是___________
小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈性，还可能呈性。
【实验验证】
| 实验操作 |
实验现象 |
结论 |
| 用试管取该溶液1-2mL，滴入1-2滴无色酚酞试液，振荡 |
无色酚酞试液变 |
溶液呈碱性 |
| 无色酚酞试液不变色 |
溶液呈 |
【分析与思考】
⑴若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是（填写微粒符号），为避免碱性溶液污染环境，小亮对所得溶液进行了如下处理：向溶液中滴加溶液，溶液变为色，再逐滴加入
溶液，直到为止。然后把溶液倒入蒸发皿中加热，得到氯化钠晶体，该过程涉及的化学方程式为。
⑵若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液的酸碱性，小亮提出了以下方案：
方案一：取样，加入碳酸钙，若观察到，则所取溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。该反应的化学方程式为。
方案二：取样，加入金属锌，若有气泡产生，则所取溶液呈酸性，该反应的化学方程式为；若无明显现象，则呈中性。
方案三：取样，加入，若溶液变为黄色，则所取溶液呈酸性，该反应的化学方程式为；该反应常用于。若无明显现象，则呈中性。
某化学兴趣小组对CO2是否支持常见金属的燃烧进行探究活动。
【活动一】探究CO2是否支持实验室常见金属镁的燃烧
实验①：将燃着的镁条插入充满CO2的集气瓶，发现镁条仍燃烧。生成物除白色MgO外，还有一种黑色固体。（1）镁在CO2中反应的化学方程式为，此反应的基本类型是。
（2）实验①的结论是。由该结论可知（写“能”或“不能”）用CO2灭火器扑灭活泼金属的火灾。
（3）通过实验①你对燃烧条件的新认识是。
【活动二】探究CO2是否支持生活中常见金属铁的燃烧，兴趣小组设计如下方案：
方案①：将弯成螺旋状的细铁丝系上一支火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入装有CO2的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
方案②：将弯成螺旋状的细铁丝系上一段镁带，点燃镁带，待镁带快燃尽时，插入装有CO2的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
实验评价：你认为方案（填①或②）更为科学，理由是：。
小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物质作催化剂。于是，他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验。
| 序号 |
KClO3的质量 |
其他物质的质量 |
温度 |
氧气的体积 |
反应所需时间 |
| ① |
2.0g |
330℃ |
100mL |
T1 |
|
| ② |
2.0g |
CuO 0.5g |
330℃ |
100mL |
T2 |
| ③ |
2.0g |
MnO2 0.5g |
330℃ |
100mL |
T3 |
| ④ |
2.0g |
MnO2g |
380℃ |
100mL |
T4 |
若t1t2（填“＞”、“＝”、“＜”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的___________和________________不变。
你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是。
实验④中MnO2的质量为g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是。
（4）写出实验④所涉及的化学方程式。
同学们在学习了木炭还原氧化铜的实验后，联想到单质碳的一些化学性质，对反应后的气体成分产生了疑问，某学习小组对该反应产物中的气体成分进行了探究。
〔猜 想〕
①气体产物全部是CO2②气体产物全部是CO③气体产物
〔查阅资料〕 CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
〔设计实验〕根据各自的猜想，他们共同设计了如下图的实验装置进行探究。
〔现象与分析〕
| 现象 |
结论 |
| 如果装置B， 装置C无现象 |
则猜想①成立 |
| 如果装置B无现象，装置C |
则猜想②成立 |
| 如果装置B，装置C____________ |
则猜想③成立 |
〔结论〕实验现象证明猜想③成立，同学们的疑问是合理的。
〔反思〕
（1）同学们对CO产生的原因进行了分析：
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；
②原因二：反应C+2CuO
2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应，产生了CO；
请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理______________________________________________。
（2）根据上述实验，请你归纳出单质碳在工业上的重要用途