近五年来，我国在科技、文化、环境等方面创新发展。
I．大国重器航天、航空取得重大突破
2018年4月2日，天宫一号目标飞行器圆满完成各项任务返回大气层。这标志着我国航天航空事业进入了新时代。
（1）硅是天宫一号动力源太阳能电池的主要构成材料。单质硅是由石英（SiO 2）固体与碳在高温条件下反应制得的，同时生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为 。
（2）硅还是计算机芯片的基体材料，但其导热性不好，而金刚石在导热性方面远超过硅，于是它成了芯片基体材料的最佳选择。
①从原子结构上分析，金刚石（C）和硅有相似化学性质的原因是 。
②因天然金刚石资源稀少，难以满足要求。人们就根据金刚石的组成和结构设法制造金刚石。现有两种制造金刚石的方法，一是以石墨为原料在高温高压和催化剂的条件下合成；二是在较低温度和压力下用甲烷（CH 4）等为原料制造金刚石薄膜。
下列说法不正确的是 （写字母序号）。
A．一种元素可以组成多种性质不同的单质
B．石墨合成金刚石发生的是物理变化
C．石墨与金刚石物理性质不同是因为结构不同
D．物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素
③不仅硅与碳具有相似化学性质，其氧化物二氧化硅和二氧化碳也有相似化学性质。试写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
Ⅱ．文化自信一传承中华优秀传统文化
古代我国人民就积累了许多对物质变化的认识。春秋末期齐国的工艺官书《考工记》中载有"涑帛"的方法，即利用"灰"（草木灰）和"蜃"（贝壳灰）混合加水所得溶液来洗涤丝帛。这种溶液能洗涤丝帛主要是因为其中一定含有 （写化学式，水除外）。（注：草木灰的主要成分为碳酸钾，贝壳灰的主要成分为氧化钙）
某化学学习小组在学习常见的盐的性质后，完成了如下实验。该学习小组对废液杯上层清液的溶质的成分进行了探究。请完成以下探究过程，并将空白答案填入答题卡相应位置。
[提出问题]上层清液中含有什么溶质？
[作出猜想]Ⅰ溶质仅为 （填化学式）；
Ⅱ溶质为KCl和BaCl2
Ⅲ溶质为KCl和 （填化学式）；
Ⅳ溶质为KCl和K2CO3
V溶质为KCl、K2SO4和K2CO3
[设计方案]
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实验操作 |
现象 |
结论 |
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取少量废液缸中上层清液，分装于甲、乙两支试管中 |
先向甲试管中滴加盐酸至过量 |
无明显现象 |
猜想Ⅳ、Ⅴ不正确 |
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再向乙试管中滴加 溶液（填化学式） |
猜想Ⅱ正确 |
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[交流反思]学习小组经过讨论认为：实验过程中无须使用AgNO3溶液，其理由是 （用文字表述）
获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后，学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品，进行成分探究。兴趣小组经资料查询，通常瓦斯气体可能含有CO、CO2、CH4等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种，小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨论：
（已知：CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O）
（1）同学甲认为，氧化钙的作用是防止空气中的CO2和H2O对实验造成干扰，小组成员一致同意；
（2）同学乙认为，若装置C中CuO变红，则除了甲烷与CuO可能发生反应外，还可能发生的反应是 （用化学方程式表示）；
（3）同学丙认为，欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重，说明混合气体中含有CH4的思路不严密，认为需要在 （填序号）间再增加一个D装置（编号为F），才能证明含有CH4；
（4）同学丁认为，B装置可有可无。说说你的看法和理由： ；
（5）同学戊认为，该装置存在着 重大安全隐患，小组成员一致同意。
综合上述讨论，兴趣小组将经过安全处理后的混合气体，通过改进后的装置进行了实验探究，请根据实验现象和数据填写结论：
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装置 |
实验现象/数据 |
实验结论 |
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A |
石灰水变浑浊 |
通过实验现象和数据，小组成员一致认为该气体样品中含有 。 |
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B |
无明显现象 |
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C |
黑色粉末变成红色 |
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D |
装置D增重3.6g |
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E |
装置E增重4.4g |
实验室用高锰酸钾制取氧气，请结合下列装置，回答问题：
（1）写出仪器X的名称： ；
（2）要制备较为纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置是 （填序号），该反应的化学方程式为 ；
（3）该实验的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品、棉花；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为 。
实验室常用的干燥剂有浓硫酸、碱石灰（CaO 和NaOH的固体混合物）等，后者在潮湿的空气中易变质。某化学兴趣小组对实验室中一瓶久置的碱石灰展开探究。
[查阅资料]①碱石灰易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳 ②氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性 ③碳酸钠和氢氧化钙溶于水温度变化不明显 ④Ca（OH）2分解温度为580℃，CaCO3分解温度为825℃，Na2CO3的分解温度为1744℃。
[提出问题]碱石灰是否变质？其成分可能有哪些？
[进行猜想]①若没有变质，碱石灰吸水性良好，成分只有CaO和NaOH；
②若变质，该碱石灰中可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）2、Na2CO3、CaCO3中的两种或两种以上。
[实验过程]
（1）验证碱石灰是否变质：图中的B为干燥装置，常用于固体干燥剂干燥气体。现用A、B装置检验碱石灰是否变质，取适量的无水硫酸铜和碱石灰样品分别装入A、B中，连接好A、B装置，从 （填“c”或“d”）端向B中缓缓通入水蒸气，观察A装置中的现象为 ，证明碱石灰已变质。
（2）验证碱石灰是否完全变质：取适量碱石灰样品放入试管中，加入足量蒸馏水使其充分溶解，溶液变浑浊，用手触摸试管外壁，温度无明显变化，证明碱石灰已完全变质。则样品成分最多有 种可能性（填数字）。
（3）为进一步确定碱石灰样品的成分，该小组继续实验并记录如下：
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实验编号 |
实验操作 |
实验目的、现象或数据 |
实验结论 |
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实验一 |
①取适量样品于试管中，加入足量蒸馏水使其充分溶解； ②过滤，得到滤渣A和滤液B；③向滤液B中加入足量CaCl2溶液，静置； ④ 。 |
操作③的主要目的是： 操作④的现象：
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样品中一定有Ca（OH）2 |
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实验二 |
①取干燥样品50g，控制在600℃内，加热至质量不再发生变化，冷却后称量； ②将①中剩余固体控制在850℃内反复加热，冷却后称量。 |
操作①中称得固体质量为45.5g；操作②固体质量无变化。 |
样品中一定没有 （填化学式） |
[探究结论]通过整个探究活动分析得知碱石灰样品的成分是 （填化学式），其中盐的质量分数为 。
[反思与评价]通过探究活动，大家知道该碱石灰变质的化学反应过程，其中生成盐的化学方程式为 ；明白了碱石灰要密封保存的原因。
如图是常见气体的制取和收集装置，请按要求填空：
（1）图中可以制取氧气的发生装置有 ，装置A和C相比，C的优点是 。
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式 。
（3）用G装置收集二氧化碳时，与发生装置连接的导管口为 （填“a”或“b”），验证已收集满的方法和现象为 。