题目

用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。 （1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如右图所示。 ①作负极的物质是________。 ②正极的电极反应式是_________。 （2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下： 初始pH pH=2.5 pH=4.5 NO3—的去除率 接近100% ＜50% 24小时pH 接近中性 接近中性 铁的最终物质形态 pH=4.5时，NO3—的去除率低。其原因是________。 （3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3—的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设： Ⅰ. Fe2+直接还原NO3—； Ⅱ. Fe2+破坏FeO（OH）氧化层。 ①做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_______。 ②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2+提高NO3—去除率的原因：______。 pH =4.5（其他条件相同） （4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下： 初始pH pH=2.5 pH=4.5 NO3—的去除率 约10% 约3% 1小时pH 接近中性 接近中性 与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。 答案：【答案】 （1）①铁   ②NO3-+8e-+7H2O=NH4++10OH-， （2）pH越高，Fe3+越易水解生成FeO（OH），FeO（OH）不导电，所以NO3-的去除率低 （3）①Ⅱ；②Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+，加入Fe2+之所以可以提高硝酸根离子的转化率主要因为较少了FeO（OH）的生成，增强了导电性，另外生成了H+，可以是pH增大的速度减慢，使NO3-的转化率增大； （4）由于Fe3+的水解，所以pH越高，Fe3+越容易生成FeO(OH)，FeO(OH)又不导电，所以NO3-的去除率越低 考点：考查化学反应原理，涉及电化学、氧化还原反应等相关知识。

查看本题答案和解析