“笔墨书香”小组的同学在探究金属的化学性质时，发现铜与稀硫酸在常温或短时间加热的条件下均不反应。那么，铜与浓硫酸能否发生反应呢？
（猜想与假设）猜想1：在常温下不能反应，在加热条件下也不能反应；
猜想2：在常温下不能反应，在加热条件下能反应。
（实验与现象）步骤1：将一小块铜片放入试管中，加入足量的浓硫酸，无明显现象；
步骤2：加热该试管，铜片上有气泡生成，并闻到刺激性气味；
步骤3：检验产生的有刺激性气味的气体；
步骤4：立即停止加热；
步骤5：将试管中的残液慢慢倒入少量水中，溶液呈蓝色。
（结论与解释）Ⅰ：上述两个猜想中，猜想2是正确的；
Ⅱ：经检验产生的气体是SO₂，立即停止加热是为了避免产生更多的SO₂；
Ⅲ：小红同学认为：铜与浓硫酸在加热条件下反应后的产物只有SO₂和CuSO₄。
（反思与评价）

（1）小明觉得同学们的实验操作过程存在一定的缺陷，他设计了如图甲和乙所示的两个改进装置，你认为甲和乙两装置中，更合理的是   装置，理由是   。
（2）小明认为小红关于铜与浓硫酸在加热条件下反应产物的判断是不正确的，理由是    。
（拓展与应用）根据以上探究和已掌握的知识，同学们设计了两个利用废铜屑、硫酸为原料制取硫酸铜的实验方案。
方案1：在加热条件下将废铜屑在空气中氧化成CuO，再将CuO与稀硫酸反应制取CuSO₄；
方案2：利用废铜屑与浓硫酸在加热的条件下反应制取CuSO₄。
（3）方案1中共发生了两个化学反应，请你写出其中一个反应的化学方程式     ；
（4）请你从安全、节约、环保等方面对同学们设计的两个实验方案进行评价，较好的是    (选填“方案1”或“方案2”)，理由是   （请选择1方面具体讲述）。

善于提出问题、解决问题是学好科学的重要法。某研究性学习小组的同学在学习铁及其化合物知识时进行了系列研究。
Ⅰ．提出问题：
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：铁有多种氧化物，它们的性质有哪些差异？
问题3：钢铁厂在选矿时，如何测定铁矿石中的含铁量？
Ⅱ．解决问题
（问题1）上网查寻，有两种说法。
a．在铁表面有黑色的铁的氧化物，早先以为这就是铁的颜色，所以叫黑色金属。
b．铁的粉末为黑色，铁的氧化物也增为黑色，所以叫黑色金属。
（1）你认为正确的说法是_______（填“a”或“b”）。
（问题2）查阅资料
a．铁常见的氧化物有氧化铁（）、四氧化三铁（）和氧化亚铁（）。
b．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的化合物，它不溶于水，能与酸反应生成两种盐。
c．氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引。
（2）请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式__________。
（3）有一包黑色粉末：可能是铁粉、粉末、粉末中的一种，请你设计一种实验方案进行鉴别_________。
（问题3）同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多。同学们结合所学知识，设计了如图的实验装置测定某赤铁矿样品中的质量分数。

（4）图中酒精灯的作用是_____________。
（5）该赤铁矿中的质量分数_____________（请写出思路）。

“一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素”，这是教科书上的一句话。小科对此进行了思考，并查阅资料，对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究。
（查阅资料）钠常温下就能与水发生剧烈反应，反应方程式为:2Na+2H₂O==2NaOH +H₂↑。
（提出猜想）猜想一:金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成。
猜想二:金属钠和硫酸铜溶液反应，生成的沉淀只有氢氧化铜。
（实验及现象）切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中，有关产生沉淀的现象如下表所示。

实验编号	钠块大小	硫酸铜溶液	实验中产生沉淀的现象
①	绿豆大小	稀溶液10ml	产生蓝绿色沉淀
②	绿豆大小	浓溶液10ml	产生蓝色絮状沉淀
③	豌豆大小	稀溶液10ml	产生蓝色絮状沉淀
④	豌豆大小	浓溶液10ml	产生蓝色絮状沉淀，并出现黑色固体

 
小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐。   
（1）（实验结论）a.上述实验中均未观察到________色固体生成，由此判断猜想一错误
b.实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的，由此判断猜想二也错误。   
（2）（实验反思）
a.实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是________。
b.由上述实验过程可知，导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有________。
c.为了用钠置换硫酸铜中的铜元素，小科设计了如下实验方案：
方案一:把钠块和无水硫酸铜直接混合，在干燥的空气中加热。
方案二:把钠块和无水硫酸铜直接混合，隔绝空气加热。
请从两个方案中选出合理的方案，并说明理由：________。

无焰食品加热器常用于野外加热食物，它的成分是镁粉、铁粉、氯化钠。使用时加入水，镁和水反应产生热量。下面是在18 ℃、标准大气压的环境中对该产品的实验研究，请结合以下实验方案回答有关问题（不考虑氯化钠对水沸点的影响）：

（实验一）
Ⅰ. 将一定质量的镁条、铁粉和氯化钠加入盛有100毫升水的隔热容器中，连续搅拌，每50秒记录一次温度，得图甲中曲线a。
Ⅱ. 将相同质量的镁条剪成100份代替Ⅰ中镁条重复以上实验，得图甲中曲线b。
Ⅲ. 用相同质量的镁粉代替Ⅰ中镁条重复以上实验，得图甲中曲线c。
（1）从能量转化的角度看，该变化是由______能转化为________能。
（2）由图甲可以发现影响镁和水反应速率的因素是__________。
（实验二） 将2.40克镁粉和质量为28.00克的铁粉混合，加入盛有100毫升水的隔热容器中，不断搅拌。氯化钠用量不同时，温度变化情况如图乙所示。
（3）实验二中，当NaCl质量大于7.30克时，实验不再做的原因是_____。
A. 加入更多的NaCl不再增加反应速率
B. 加入更多的NaCl会降低反应速率
C. 已达到水的沸点，温度不会再有变化
D. 需加入更多的铁粉来提高水的温度
（4）如果在实验二中加入质量为3.65克 NaCl，混合物的温度最高大约是______。
（5）某同学设计了下面四种无焰食品加热器物料配方，请根据本次实验研究的结论，判断其中最合理的是____。其理由是__________。
A. 2.40克镁粉、7.30克NaCl和28.00克铁粉
B. 2.40克镁条、7.30克NaCl和28.00克铁粉
C. 2.40克镁粉、8.76克NaCl和28.00克铁粉
D. 2.40克镁条、8.76克NaCl和28.00克铁粉

金属与酸反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。   
（1）请选择合适器材和药品，设计实验写出步骤（可配图说明）。________。

（2）实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改（在答题纸图乙上用实线画出），使其更合理。_____