已知碳粉和氧化铁粉末在高温条件下能发生化学反应,某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动.
【查阅资料】将$CO$通入氯化钯溶液中,会出现黑色沉淀.
【实验过程】同学们设计了如图所示装置（部分夹持仪器已略去）.

【实验步骤】
第一步:连接装置,______,装试剂
第二步:打开弹簧夹$a$,通一段时间氮气
第三步:关闭弹簧夹$a$,先后点燃酒精灯和酒精喷灯
第四步:一段时间后熄灭酒精喷灯
第五步:打开弹簧夹$a$,继续通一段时间氮气
第六步:熄灭酒精灯
【实验现象】观察到$A$处有黑色固体生成,澄清石灰水变浑浊.氯化钯溶液中出现黑色沉淀.
【实验分析】
$(1)$第一步中应补充的操作是______.
$(2)$第二步中通入氮气的目的是______.
$(3)$根据上述实验现象可知装置$A$处产生的气体一定有______$(填化学式)$.
$(4)$根据上述实验现象可知装置$B$处发生的化学反应方程式是______.
$(5)$装置$D$处酒精灯的作用是______.
$(6)$关于该实验的说法正确的是______$(填序号)$.
$A$.装试剂时将氧化铁和碳粉混合均匀是为了增大接触面积使反应更充分
$B$.随着反应的进行,$A$处固体的质量逐渐减小
$C$.实验过程中可以用氦气替代第二步和第五步中的氮气
$D$.第二步和第五步中通入氮气的目的相同
【定量研究】
$(7)$合成氨工业生产中所用的$a-Fe$催化剂的主要成分是$FeO$和$Fe_{2}O_{3}$.当催化剂中$Fe_{2}O_{3}$与$FeO$的质量之比为$20:9$时,其催化活性最高.现以$120gFe_{2}O_{3}$和足量碳粉为原料制备上述催化剂,发生如下反应:
$2Fe_{2}O_{3}+C\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}4FeO+CO_{2}\uparrow$.在此过程中,参与反应的氧化铁粉末质量是______$g$.