某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并回答下列问题：

探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略) 。
（1）硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为：________________________________。
（2）装置 D的作用是_______________________。
探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B 中黑色固体的成分（已知酸性KMnO₄溶液能与盐酸发生反应）。
（3）待硬质玻璃管 B 冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验：

①试剂A是________，现象2为___________________ 。
②若现象1中溶液未变血红色，请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因：________________________________________________________________________。
探究三：某学习小组设计用硬质玻璃管B中固体制备Fe₃O₄纳米材料的流程示意图如下：

已知：①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在；
②在操作I中，相同条件下测得Fe₃O₄的产率与的关系如下图所示。

（4）在滤液A转化为浊液B反应完成后需再加热一段时间除去剩余H₂O₂，目的是_________。
（5）设浊液B中FeOOH的物质的量为amol，滤液A中的铁元素的物质的量为bmol。为使Fe₃O₄的产率最高，则＝_________。（填数值，保留3位有效数字）