已知木炭粉（假设木炭粉中不含其它杂质）和Fe₂O₃ 在加热条件下发生化学反应，兴趣小组同学对该实验进行如下探究．
Ⅰ生成固体组成分析
（1）实验过程中可以观察到有黑色固体生成，小亮认为生成了铁粉，但小灵却有不同看法，理由是．
（2）为进一步确定黑色固体成分，小欢将生成的固体溶于足量稀硫酸，发现有大量气泡产生，若同时出现的现象，则生成的黑色固体全部是铁．
Ⅱ生成气体成分分析
提出假设：生成气体的可能组成有三种：
假设1：生成气体是二氧化碳；
假设2：生成气体是一氧化碳；
假设3：生成气体是．
设计实验：为确定生成气体的组成，小组同学设计实验装置如图．
（1）实验中通入的气体是纯净干燥的N₂，分析不用空气的理由是．
A．空气中的二氧化碳会使石灰水变浑浊
B．空气中的氧气会和木炭粉反应生成CO或CO₂而干扰实验结果
C．空气中的二氧化碳、水蒸气会和木炭粉反应生成CO而干扰实验结果
（2）定性研究：若实验过程中可以观察到澄清石灰水变浑浊，则证明反应生成的气体中一定含有．
（3）定量研究：现准确称取16.0g氧化铁与2.4g木炭粉混合，在上述装置中完全反应．测得剩余固体质量为11.2g，且能完全溶于稀盐酸．
实验结论：处理上述实验数据后可知，假设正确．
拓展与延伸：合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe₂O₃．当催化剂中FeO与Fe₂O₃的质量之比为9：20时，其催化活性最高．现以Fe₂O₃为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量木炭粉，发生如下反应：2Fe₂O₃+C

高温  .

4FeO十CO₂↑．为制得这种活性最高的催化剂，应向240g Fe₂O₃ 粉末中加入木炭粉的质量是g．