用零價鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（

NO

-

3

）已成為環(huán)境修復研究的熱點之一．
（1）Fe還原水體中

NO

-

3

的反應原理如圖1所示．

②作負極的物質(zhì)是

鐵

鐵

．
②正極的電極反應式是

NO

-

3

+8e^-+10H⁺=

NH

+

4

+3H₂O

NO

-

3

+8e^-+10H⁺=

NH

+

4

+3H₂O

．
（2）將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時測定

NO

-

3

的去除率和pH，結(jié)果如表：

初始pH	pH=2.5	pH=4.5
NO - 3 的去除率	接近100%	＜50%
24小時pH	接近中性	接近中性
鐵的最終物質(zhì)形態(tài)

pH=4.5時，

NO

-

3

的去除率低．其原因是

FeO（OH）不導電，阻礙電子轉(zhuǎn)移

FeO（OH）不導電，阻礙電子轉(zhuǎn)移

．
（3）實驗發(fā)現(xiàn)：在初始pH=4.5的水體中投入足量鐵粉的同時，補充一定量的Fe²⁺可以明顯提高

NO

-

3

的去除率．對Fe²⁺的作用提出兩種假設：
Ⅰ．Fe²⁺直接還原

NO

-

3

；
Ⅱ．Fe²⁺破壞FeO（OH）氧化層．
①做對比實驗，結(jié)果如右圖2所示，可得到的結(jié)論是

本實驗條件下，F(xiàn)e²⁺不能直接還原

NO

-

3

；在Fe和Fe²⁺共同作用下能提高

NO

-

3

的去除率

本實驗條件下，F(xiàn)e²⁺不能直接還原

NO

-

3

；在Fe和Fe²⁺共同作用下能提高

NO

-

3

的去除率

．
②同位素示蹤法證實Fe²⁺能與FeO（OH）反應生成Fe₃O₄．結(jié)合該反應的離子方程式，解釋加入Fe²⁺提高

NO

-

3

去除率的原因：

Fe²⁺+2FeO（OH）=Fe₃O₄+2H⁺，F(xiàn)e²⁺將不導電的FeO（OH）轉(zhuǎn)化為可導電的Fe₃O₄，利于電子轉(zhuǎn)移

Fe²⁺+2FeO（OH）=Fe₃O₄+2H⁺，F(xiàn)e²⁺將不導電的FeO（OH）轉(zhuǎn)化為可導電的Fe₃O₄，利于電子轉(zhuǎn)移

．pH=4.5（其他條件相同）