(14分)某研究性學(xué)習(xí)小組對過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進行研究。

（1）提出假設(shè)  ①該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO₂。

②該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO。

③該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是              。

（2）設(shè)計方案  如圖所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng)，測定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。

（3）查閱資料

氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)。實驗室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉（NaNO₂）

飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮氣。

①請寫出該反應(yīng)的離子方程式：                                      。

②該實驗裝置與實驗室制取下列氣體相同的是           （填標(biāo)號）；

A、用稀鹽酸和鋅反應(yīng)制H₂  B、用MnO₂和濃鹽酸加熱反應(yīng)制C1₂

C、用KC1O₃與MnO₂共熱反應(yīng)制O₂

（4）實驗步驟

① 按上圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性，稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻，放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中；

②加熱前，先通一段時間純凈干燥的氮氣；

③停止通入N₂后，夾緊彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水（足量）變渾濁；

④待反應(yīng)結(jié)束，再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間的氮氣。冷卻至室溫，稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g；

⑤過濾出石灰水中的沉淀，洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g。

步驟②、④中都分別通入N₂，其作用分別為                             。

（5）數(shù)據(jù)處理

試根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，寫出該實驗中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

                                    。

（6）實驗優(yōu)化  學(xué)習(xí)小組有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)對實驗裝置進一步完善。

①甲同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)將澄清石灰水換成Ba(OH)₂溶液，其理由是                  。

②從環(huán)境保護的角度，請你再提出一個優(yōu)化方案將此實驗裝置進一步完善：      。