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  • 某同学看到“利用零价铁还原\(\rm{NO_{3}^{-}}\)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\(\rm{KNO_{3}}\)溶液的反应。实验过程如下:


    \(\rm{i.}\) 打开弹簧夹,缓慢通入\(\rm{N_{2}}\),并保持后续反应均在\(\rm{N_{2}}\)氛围中进行;


    \(\rm{ii.}\) 加入\(\rm{pH}\)已调至\(\rm{2.5}\)的\(\rm{0.01mol·L^{-1}KNO_{3}}\)酸性溶液\(\rm{100mL}\),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;

    \(\rm{iii.}\) 过滤剩余固体时,表面的白色物质变为红褐色;

    \(\rm{iv.}\) 检测到滤液中存在\(\rm{NO_{3}^{-}}\)、\(\rm{NH_{4}^{+}}\)和\(\rm{Fe^{2+}}\)。

    \(\rm{(1)}\)通入\(\rm{N_{2}}\)并保持后续反应均在\(\rm{N_{2}}\)氛围中进行的实验目的是___________________。

    \(\rm{(2)}\)白色物质是_________,用化学方程式解释其变为红褐色的原因:__________________。

    \(\rm{(3)}\)取少量滤液,向其中加入几滴\(\rm{KSCN}\)溶液,无明显现象;再加入几滴稀硫酸,溶液呈红色。结合离子方程式解释溶液变成红色的原因是__________________________。

    \(\rm{(4)}\)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\(\rm{KNO_{3}}\)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\(\rm{1}\):碳粉可用作还原剂,脱除硝酸盐

    向烧杯中加入  \(\rm{①}\)  ,一段时间后,测定烧杯中\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的浓度

    \(\rm{NO_{3}^{-}}\)浓度无明显变化,说明假设\(\rm{1}\)不成立

    假设\(\rm{2}\):碳粉、铁粉形成无数个微小的原电池,促进了硝酸盐的脱除

     

     

     

     

     

    按下图所示组装实验装置,一段时间后,测定\(\rm{NO_{3}^{-}}\)浓度



      \(\rm{②}\)  ,说明假设\(\rm{2}\)成立




    \(\rm{③}\)关于碳粉的作用,还可以提出的假设是____________________________。

    【考点】铁及其化合物的性质实验,物质的检验和鉴别的基本方法选择及应用,化学方程式的书写
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