某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验．

Ⅰ．定性探究

在一定温度下，该小组同学用一氧化碳还原纯净的氧化铁（实验装置如图1所示，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？______），观察到玻璃管内固体由红色全部变为黑色．小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家分头查阅资料．

【查阅资料】

（1）一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关．

（2）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．

（3）

（1）该小组同学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______．

（2）进行猜想：黑色固体可能

a．全部为铁 b．______ c．______

Ⅱ．定量探究

取上述研磨后的黑色固体20g，设计如下实验（如图2所示）：

（1）小明同学的猜想是否成立？

（2）通过计算，确定20g黑色固体的成分及质量（请写出计算过程）．

【继续试验】

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，可设计如下实验方案（如图3所示）：

（1）步骤①中，金属X是______，该反应的化学方程式为______．

（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是______．