把铁粉和硫粉以适当的质量比均匀混合，堆放在石棉网，然后用烧红的玻璃棒的一端接触混合物。这时部分混合物迅速变成红热状态，移开玻璃棒后，反应继续剧烈进行，全部混合物呈红热状态，冷却后得到黑色的固体化合物——硫化亚铁。

①这一变化的化学方程式是                                       。

②铁跟硫反应时是吸收热量还是放出热量？                                     。

③用什么实验可以证实反应中铁已从游离态变成化合态                                   。

④从理论上计算，为使铁粉和硫粉都能全部反应，两者最佳质量比应是                                 。