某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图，装置气密性良好)，
一段时间后，进行观察。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。
[观察现象]①装置中右侧导管中的液面升高。②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。
[提出问题]导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
[理论分析]小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是 。
[猜想与假设]小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：
①Fe、②Fe2O3、③FeCl3、④C四种物质。
[分析与验证]小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
⑴小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理是 。
⑵小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理是 。
⑶小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 你选用的试剂是：
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[知识链接]相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉
在 (填“水”或“食盐水”)中生锈快。
以下是实验室常用部分仪器：
（1） 指出图中仪器的名称：④ ；
（2） 小李同学选择仪器制取并收集氧气，已知他使用了仪器①③⑤⑥，那么他还需要使用上图仪器中的 （填序号）；该发生装置检查气密性的方法是：把导管的一端浸在水里，用手紧贴试管外壁，若导管口有 ，则说明该装置不漏气。
（3）小张同学正在收集一瓶CO2, 不知是否收集满了，其验满方法是 。
（4）某兴趣小组选用上述仪器，用锌粒和稀硫酸制氢气，锌粒反应完后，发现还有较多的灰黑色固体物质，从反应后的混合物中分离得到该灰黑色固体的操作方法是 。
【提出问题】灰黑色固体物质的成分是什么呢？
【提出猜想】①可能含有单质碳；②可能含有单质铜；③可能还有其它物质
【设计实验】请设计实验用化学方法证明该灰黑色固体物质中是否含有单质碳和单质铜。完成下表（不一定要填满）：
| 步骤 | 实 验 方 法 | 现 象 和 结 论 |
| 1 |
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| 2 |
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| 3 |
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【反思讨论】上述各步反应完全后，兴趣小组的同学还收集到了少量剩余黑色固体物质，为了进一步探究剩余固体物质的成分，兴趣小组的同学讨论后，认为用初中化学知识无法解决，你对下一步的探究学习活动的合理建议是：首先 。
小强在回家的途中经过一鱼塘边时，发现养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体，鱼塘中顿时产生大量气泡，经咨询得知，这种固体的主要成分是过氧化钙（CaO2），请你与小强共同探究。
（1）为研究鱼塘中大量气泡是何种气体所致，小强使用如右图所示的装置进行实验，打开分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明生成的气体是 。由此可知养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是 ，仪器a的名称是 。
（2）根据质量守恒定律，小强认为过氧化钙与过量水反应还应产生某种含有钙元素的产物。开始小强假设该产物为CaO，但通过思考他很快否定了原先的假设，并重新假设生成的含钙产物为Ca(OH)2。请解释小强否定原假设建立新假设的理由： 。
请设计一个实验方案来验证小强的新假设，并填入下表空格中：
| 实验步骤 | 可能出现的现象 | 结论 |
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| CaO2与H2O反应有Ca(OH)2生成 |
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| CaO2与H2O反应无Ca(OH)2生成 |
（3）小强通过实验证明了过氧化钙与水反应的确有氢氧化钙生成，请写出过氧化钙和水反应的化学方程式： 。
（4）小强在实验时观察到烧杯中有气泡产生，由此他还得出了什么结论 。