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

（2）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。
①请写出该反应的离子方程式____________________。
②该实验装置与实验室制取下列气体相同的是________（填标号）；
A、用稀盐酸和锌反应制H₂  
B、用MnO₂和浓盐酸加热反应制Cl₂ 
C、用KClO₃与MnO₂共热反应制O₂
（3）实验步骤
① 按上图连接装置，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48.48g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52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为________。
（4）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
________________________。
（5）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将此实验装置进一步完善：________。