某同學(xué)看到利用零價(jià)鐵還原

NO

-

3

脫除地下水中硝酸鹽”的相關(guān)報(bào)道后，利用如下裝置探究鐵粉與KNO₃溶液的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
?。蜷_彈簧夾，緩慢通入N₂，并保持后續(xù)反應(yīng)均在N₂氛圍中進(jìn)行；
ii.加入pH已調(diào)至2.5的0.01mol?L^-1KNO₃酸性溶液100mL，一段時(shí)間后鐵屑部分溶解，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色；待鐵粉不再溶解，靜置后發(fā)現(xiàn)，剩余固體表面有少量白色物質(zhì)附著；
ⅲ．過(guò)濾剩余固體時(shí)，表面的白色物質(zhì)變?yōu)榧t褐色；
iv.檢測(cè)到濾液中存在

NO

-

3

、

NH

+

4

和Fe²⁺。
（1）通入N₂并保持后續(xù)反應(yīng)均在N₂氛圍中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?

避免空氣中氧氣對(duì)Fe與

NO

-

3

離子反應(yīng)的干擾

避免空氣中氧氣對(duì)Fe與

NO

-

3

離子反應(yīng)的干擾

。
（2）用化學(xué)方程式解釋其變?yōu)榧t褐色的原因：

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

。
（3）用K₃[Fe（CN）₆]檢驗(yàn)濾液中Fe²⁺的實(shí)驗(yàn)方案是（寫出具體操作、現(xiàn)象及結(jié)論）

取濾液，加入幾滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，有藍(lán)色沉淀生成，證明濾液中存Fe²⁺

取濾液，加入幾滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，有藍(lán)色沉淀生成，證明濾液中存Fe²⁺

。
（4）取少量濾液，向其中加入幾滴KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象；再加入幾滴稀硫酸，溶液呈紅色。溶液變成紅色的原因是

溶液中存在Fe²⁺、

NO

-

3

離子，加入硫酸，酸性增強(qiáng)，將Fe²⁺氧化成Fe³⁺

溶液中存在Fe²⁺、

NO

-

3

離子，加入硫酸，酸性增強(qiáng)，將Fe²⁺氧化成Fe³⁺

。
（5）該同學(xué)進(jìn)一步查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，用鐵粉、碳粉混合物脫除硝酸鹽，效果更佳。他用上述KNO₃溶液繼續(xù)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，探究碳粉的作用。

假設(shè)	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象及結(jié)論
假設(shè)1：碳粉可用作還原劑，脫除硝酸鹽	向燒杯中加入① pH=2.5 0.01mol/LKNO3溶液、碳粉 pH=2.5 0.01mol/LKNO3溶液、碳粉 ，一段時(shí)間后，測(cè)定燒杯中 NO - 3 的濃度	NO - 3 濃度無(wú)明顯變化，說(shuō)明假設(shè)1不成立
假設(shè)2：碳粉、鐵粉形成無(wú)數(shù)個(gè)微小的原電池，促進(jìn)了硝酸鹽的脫除	按如圖所示組裝實(shí)驗(yàn)裝置，一段時(shí)間后，測(cè)定 NO - 3 濃度	② Fe電極部分溶解，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) Fe電極部分溶解，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) ，說(shuō)明假設(shè)2成立

③關(guān)于碳粉的作用，還可以提出的合理假設(shè)是

碳粉作為催化劑，提高脫除硝酸鹽反應(yīng)速率

碳粉作為催化劑，提高脫除硝酸鹽反應(yīng)速率

。