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﹣的反应原理如图1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pHpH=2.5pH=4.5NO3﹣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，结果如图2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：． （4） 其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3﹣的去除率和pH，结果如表：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3﹣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： 【1】铁【2】NO3﹣+8e﹣+7H2O=NH4++10OH﹣ 【1】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 【1】Ⅱ【2】Fe2++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减少了FeO（OH）的生成，增强了导电性，另外生成了H+，H+浓度增大，pH减小，使NO3﹣的转化率增大 【1】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

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