用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO
3-)已成为环境修复研究的热点之一.
(1)Fe还原水体中NO
3-的反应原理如图1所示.
①作负极的物质是
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②正极的电极反应式是
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(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO
3-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,NO
3-的去除率低.其原因是
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(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Fe
2+可以明显提高NO
3-的去除率.对Fe
2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe
2+直接还原NO
3-;
Ⅱ.Fe
2+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
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②同位素示踪法证实Fe
2+能与FeO(OH)反应生成Fe
3O
4.结合该反应的离子方程式,解释加入Fe
2+提高NO
3-去除率的原因:
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(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NO
3-的去除率和pH,结果如表:
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,NO
3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因:
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