20. 某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属 M 表面会锈蚀，于是他们一起探究金属 M 锈蚀的原因。经检测，锈蚀物中除含有 M 元素外，还含有 C、H、O 三种元素。
【认识金属 M 的锈蚀】
（1）依据锈蚀物中的组成元素，推测空气中的（填化学式）肯定参加了反应，但不能确定空气中的氧气是否参加了反应。为了确认空气中的氧气是否参加反应，设计图Ⅰ系列实验，你认为其中必须要做的对照实验是（填字母），若观察到（填现象），则证明氧气参加了反应。（注：蒸馏水是煮沸后迅速冷却的，固体干燥剂仅吸收水分）

【认识铁的锈蚀】
(2)下列环境中的铁制品最容易生锈的是(填字母)。
a. 未擦干的铁锅
b. 涂油漆的铁栅栏
c. 盛水的不锈钢水杯
(3)铁锈的主要成分是$\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3· x\mathrm{H}_2\mathrm{O}$，其中铁元素的化合价是。
【探究铁的锈蚀】
（4）该小组的同学用图Ⅱ中的甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于 50mL 刻度线处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约（填“40”或“10”）mL 刻度线处，原因是。

【拓展探究】
（5）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图Ⅱ中的乙组装置，放置 3 天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增大情况如表所示。

小强同学的实验是探究对铁钉锈蚀快慢的影响，结论是。