问题
填空题
Ⅰ．某探究小组用HNO3与大理石反应过程中固体质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
| 实验编号 | T/K | 大理石 质量/g | 规格 | HNO3浓度／mol·L-1 | HNO3 体积/ mL | 实验目的 |
| ① | 298 | 10.00 | 粗 | 1.00 | 25.00 | (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响； (Ⅲ)实验①和 探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。 |
（1）请指出该结论是否合理，并说明理由 。
（2）请完成对铁元素价态的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3mol/L H2SO4、3%H2O2、6mol/L HNO3、0.01mol/L KMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol/L KI、20%KSCN、蒸馏水。
① 提出合理假设
假设1： ；
假设2： ；
假设3： 。
② 基于上述假设，设计实验方案。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
| 实验操作 | 预期现象与结论 |
| 步骤1 | |
| 步骤2 | |
| 步骤3 | |
| …… |
答案
Ⅰ．(5分)
| 实验编号 | T/K | 大理石m /g | 规格 | HNO3浓度／mol·L-1 | HNO3 体积/ mL | 实验目的 |
| ② ③ ④ | 298 308 298 | 10.00 10.00 10.00 | 粗 粗 细 | 2.00 1.00 1.00 | 25.00 25.00 25.00 | (Ⅱ) ③ (Ⅲ)④ |
（2）①假设1：只存在+2价Fe；假设2：只存在+3价Fe；假设3：同时存在+2、+3价Fe (2分)
| 实验操作 | 预期现象与结论 |
| 步骤1：取少量样品于试管中，加入适量3mol/L H2SO4，充分溶解后将溶液分装于A、B两试管中。(1分) | 样品固体溶解，得到浅绿色或浅黄色溶液。 (1分) |
| 步骤2：向A试管的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察(1分) | 若溶液显红色，说明含Fe3+；若不显红色，则假设1成立。(1分) |
| 步骤3：向B试管的溶液中滴加几滴0.01mol/LKMnO4溶液，振荡，观察(1分) | 若溶液紫色褪去，说明含Fe2+；若不褪色，则假设2成立。(1分) 若步骤2溶液显红色，且步骤3溶液紫色褪去，则假设3成立。(1分) |