阅读下列短文，回答问题：
科学家对“水的组成”的探究可谓是艰辛而曲折。
材料1：1781年，普里斯特利在干冷的玻璃瓶中装入“易燃空气”和空气的混合气，然后用电火花引爆，发现瓶壁有水珠。卡文迪许又用纯氧代替空气重复了这一实验。受传统观念的影响他们仍坚持认为水是一种元素。
材料2：1782年，拉瓦锡重复了普里斯特利和卡文迪许的实验后，他又在一根红热的枪管中通入了水蒸气也得到了“易燃空气”。他得出结论：水不是元素，而是氢和氧的化合物。
材料3：1800年，英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电，发现两极都有气泡产生，并发现负极上产生的气体体积恰好是正极的两倍。
(1)材料1和材料2中所提到的“易燃空气”是___________(填化学式)。
(2)英国化学家尼科尔森电解水反应的文字表达式为___________。
(3)兴趣小组根据材料3的启发设计了下图所示装置进行电解水实验。
   
①水电解前，兴趣小组向水中加入一定量硫酸钠，目的是___________。
②实验发现，相同时间内，负极和正极收集到的气体体积之比均大于2：1。小组同学查阅资料后得知，电解过程中石墨会与氧气反应生成CO₂从而消耗部分氧气。还可能的原因是___________(写出一条即可)。