用零价铁(Fe)去除水体中的**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...
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用零价铁(Fe)去除水体中的**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* | 接近中* |
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*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* | 接近中* |
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:__________。
【回答】
【*】
(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**根离子的转化率主要因为较少了FeO(OH)的生成,增强了导电*,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。
知识点:高考试题
题型:填空题
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