某同学看到利用零价铁还原

NO

-

3

脱除地下水中硝酸盐”的相关报道后，利用如下装置探究铁粉与KNO₃溶液的反应。实验过程如下：
ⅰ．打开弹簧夹，缓慢通入N₂，并保持后续反应均在N₂氛围中进行；
ii.加入pH已调至2.5的0.01mol•L^-1KNO₃酸性溶液100mL，一段时间后铁屑部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解，静置后发现，剩余固体表面有少量白色物质附着；
ⅲ．过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色；
iv.检测到滤液中存在

NO

-

3

、

NH

+

4

和Fe²⁺。
（1）通入N₂并保持后续反应均在N₂氛围中进行的实验目的是

避免空气中氧气对Fe与

NO

-

3

离子反应的干扰

避免空气中氧气对Fe与

NO

-

3

离子反应的干扰

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（2）用化学方程式解释其变为红褐色的原因：

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

。
（3）用K₃[Fe（CN）₆]检验滤液中Fe²⁺的实验方案是（写出具体操作、现象及结论）

取滤液，加入几滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，有蓝色沉淀生成，证明滤液中存Fe²⁺

取滤液，加入几滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，有蓝色沉淀生成，证明滤液中存Fe²⁺

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（4）取少量滤液，向其中加入几滴KSCN溶液，无明显现象；再加入几滴稀硫酸，溶液呈红色。溶液变成红色的原因是

溶液中存在Fe²⁺、

NO

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3

离子，加入硫酸，酸性增强，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺

溶液中存在Fe²⁺、

NO

-

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离子，加入硫酸，酸性增强，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺

。
（5）该同学进一步查阅文献发现，用铁粉、碳粉混合物脱除硝酸盐，效果更佳。他用上述KNO₃溶液继续设计如下实验，探究碳粉的作用。

假设	实验操作	现象及结论
假设1：碳粉可用作还原剂，脱除硝酸盐	向烧杯中加入① pH=2.5 0.01mol/LKNO3溶液、碳粉 pH=2.5 0.01mol/LKNO3溶液、碳粉 ，一段时间后，测定烧杯中 NO - 3 的浓度	NO - 3 浓度无明显变化，说明假设1不成立
假设2：碳粉、铁粉形成无数个微小的原电池，促进了硝酸盐的脱除	按如图所示组装实验装置，一段时间后，测定 NO - 3 浓度	② Fe电极部分溶解，电流计指针偏转 Fe电极部分溶解，电流计指针偏转 ，说明假设2成立

③关于碳粉的作用，还可以提出的合理假设是

碳粉作为催化剂，提高脱除硝酸盐反应速率

碳粉作为催化剂，提高脱除硝酸盐反应速率

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