地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题．文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响．
题型：安徽难度：来源：
（1）实验前：①先用0.1mol•L-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是______，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入______（写化学式）．
（2）图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）．请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式______．t1时刻后，改反应仍在进行，溶液中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是______．
（3）改课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：溶液的pH；
假设二：______；
假设二：______；
（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论．（已知：溶液中的NO3-浓度可用离子色谱仪测定）
实验结论：
答案
（2）t1时刻前H+、NO3- 浓度减小，Fe2+ 和NH4+的浓度增大，故反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O．Fe粉足量，反应仍在进行，Fe2+的浓度没有增大的原因是
发生了水解反应，因为溶液的pH增大，促进了水解．故答案为：4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O；生成的Fe2+水解（或和溶液中的OH-反应）；
（3）影响反应速率的因素还可能有温度、铁粉颗粒大小等．故答案为：温度； 铁粉颗粒大小；
（4）要验证溶液的pH对反应速率的影响，需其他条件相同，而溶液的酸碱性不同，结合题目中提供的信息，如：通入N2除去O2，用色谱仪测定溶液中NO3-的浓度等，故答案为：
①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；
②调节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N2；
③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉；
④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中NO3-的浓度；
若pH不同的KNO3溶液中，测出的NO3-的浓度不同，表明pH对脱氮速率有影响，否则无影响． （本题属于开放性试题，合理答案均可）
举一反三
步骤1 将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑．
步骤2 向处理过的铁屑中加入过量的3mol•L-1H2SO4溶液，在60℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液．
步骤3 向所得FeSO4溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体．
请回答下列问题：
（1）在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有______（填仪器编号）
①铁架台 ②燃烧匙 ③锥形瓶 ④广口瓶 ⑤研钵 ⑥玻璃棒 ⑦酒精灯
（2）在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是______；
（3）在步骤3中，“一系列操作”依次为______、______和过滤；
（4）本实验制的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质．检验Fe3+常用的试剂是______，可以观察到得现象是______．
| A．NaHSO4水溶液显中性 |
| B．SiO2与酸、碱均不反应 |
| C．NO2溶于水时发生氧化还原反应 |
| D．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 |
（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：______．
（2）证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是______．
（3）固体溶于稀盐酸的化学方程式为______．
（4）试剂1的化学式是______．
（5）加入新制氯水后溶液红色加深的原因是（用离子方程式表示）______；
（6）某同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究．
①提出假设：
假设1：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态；
假设2：______；
②设计方案：
为了对你所提出的假设2进行验证，实验方案是______．
| A．4个 | B．5个 | C．6个 | D．7个 |