某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验．实验前查阅有关资料，获得以下信息：一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁粉，三种物质均为黑色，其中四氧化三铁、铁粉能被磁铁吸引．在一定温度下，该小组同学用图1所示的实验装置进行一氧化碳还原纯净的氧化铁的实验．

（1）在上述实验装置（已检查气密性）中加好药品、连接好仪器后进行的第一步操是___．

（2）实验开始时，右侧试管中发生反应的化学方程式为___．

（3）从环保角度看，该小组设计的实验装置有不足之处，你认为该如何改进？___．

（4）实验中观察到玻璃管内固体由红棕色全部变为黑色．将反应后的黑色固体研磨后，

再用磁铁吸引，发现黑色固体全部能被吸引，则该黑色固体中不可能含有___（填化学式）．

（5）取上述研磨后的黑色固体20g，设计如图2实验：

根据上述实验结果，判断20g黑色固体的成分是___（填化学式）．

（6）若要从以上探究所得FeSO4、CuSO4的混合溶液中回收铜和硫酸亚铁晶体，可设计如图3实验方案：

步骤①中，金属X是___，发生反应的化学方程式为___；步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是___．