在漫长的一段时间内,人们认为水是组成世间万物的一种元素,阅读下列材料并回答问题.
【材料$1$】$18$世纪,普利斯特里利用锌和稀硫酸制得"可燃空气",将其与空气混合点燃,容器内壁上出现了水雾.
【材料$2$】$1781$年,卡文迪什证实了普利斯特里的发现,并用纯氧代替空气进行实验,证明生成的液体确实是水.
【材料$3$】$1783$年,拉瓦锡进行实验,将水蒸气通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处收集到一种可燃气体,水的质量减少,铁管的质量增加.至此,"水是由氢元素和氧元素组成"的观点得到了公认.
【材料$4$】$1809$年,法国化学家盖吕萨克通过实验确定了每个水分子是由$2$个氢原子和$1$个氧原子构成.
$(1)$材料$1$中,"可燃空气"是______.
$(2)$材料$2$中卡文迪什用纯氧代替空气的原因是______.
$(3)$材料$3$中经实验测定,足量的水与$168g$铁反应只生成铁的氧化物固体和$8g$氢气,结合材料$4$可知该固体的化学式是______.
$(4)$用如图装置进行电解水的实验.
①装置中$d$端连接的是电源的______$(填"正"或"负")$极.
②通电后,两端电极上可以观察到的现象是______,反应的化学方程式为______,该反应的基本反应类型是______.