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KNO
3溶液的反应。实验过程如下:

ⅰ.打开弹簧夹,缓慢通入N
2,并保持后续反应均在N
2氛围中进行;
ii.加入pH已调至2.5的0.01mol·L
-1KNO
3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Fe
2+。
(1)通入N
2并保持后续反应均在N
2氛围中进行的实验目的是______________________。
(2)用化学方程式解释其变为红褐色的原因:_________________________________。
(3)用K
3[Fe(CN)
6]检验滤液中Fe
2+的实验方案是(写出具体操作、现象及结论)___________。
(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_________________________________。
(5)该同学进一步査阅文献发现,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1:碳粉可用作还原剂,脱除硝酸盐
| 向烧杯中加入①_______,一段时间后,测定烧杯中NO3-的浓度
| NO3-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NO3-浓度
| ②___________,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_________________________________。