（2011?南关区二模）某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究．
（1）提出假设 
①该反应的气体产物是CO₂．
②该反应的气体产物是CO．
③该反应的气体产物是．
（2）设计方案   
如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比．
（3）查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应．实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气．请写出该反应的离子方程式：．
（4）实验步骤
①按如图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入10.38g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气．冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为53.02g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为1g．步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为．
（5）数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：．
（6）实验优化
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善．
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）₂溶液，其理由是．
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案：．

某校研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究．

（1）提出假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳．
（2）设计方案：将一定量的氧化铁在隔绝氧气条件下与过量炭粉完全反应（如图），测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比．
（3）查阅资料：氮气不与炭粉、氧化铁发生反应，可用来隔绝氧气．实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠饱和溶液混合加热反应制得氮气．请写出该反应的离子方程式：．
（4）实验操作：

操作步骤及实验现象	简答
①称取3.2g氧化铁与2g炭粉均匀混合，放入48.48g的玻璃管中，按如图装置连接
②加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气	其目的是： 排尽装置中的空气（或氧气） 排尽装置中的空气（或氧气）
③夹紧T处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊	该现象说明： 该现象说明：有CO2气体生成 该现象说明：有CO2气体生成
④完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为52.24g

（5）数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为g．
（6）得到结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是：
（7）根据数据处理结果，反应生成的气体是，该实验的化学方程式为：．
（8）该实验设计存在不合理之处，请指出并说明改进方法．