上善若水,水善利万物而不争.水与我们的生活息息相关.试回答下列问题:
$(1)$利用电解水实验可探究水的组成.如图所示,$D$端为电源的______极（填"正"或"负"),将水注入电解器中,通直流电一段时间后,观察到$a$管和$b$管中气体的体积比为______$(填最简整数比)$.水通电时发生反应的化学方程式为______.

$(2)$水质的净化是我们健康的保障.高铁酸钾$(K_{2}FeO_{4})$不仅可以净水,还能消毒,高铁酸钾中质量分数最小的元素是______.兴趣小组的同学利用学到的净水知识,自制了简易净水器（如图所示）并对污浊的河水进行了净化.利用活性炭的______作用,可除去水中的色素和异味.

$(3)$水在化学实验中也得到广泛应用.

①如图甲所示,$A$烧杯里盛有浓氨水（氨气由分子构成,溶于水得到氨水）,已知浓氨水有挥发性,氨水能使无色酚酞试液变红色.一段时间后,可观察到$B$烧杯中滴有无色酚酞试液的蒸馏水变为红色,试从微观的角度解释观察到这一现象的原因______.
②图乙为铁丝在氧气中燃烧的实验,需要预先在集气瓶中放少量水的目的是______.
③物质在水中溶解通常会伴随能量变化.如图丙所示,在烧杯中加入适量的固体物质$X$,溶于水后,溶液的温度会下降,则$X$可能为______$(填"硝酸铵"或"氢氧化钠")$.若$X$为氯化钠固体,欲配制$200g$溶质质量分数为$10\%$的氯化钠溶液,需要水的质量为______$g$.