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

Question

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 由 2.5 变为 4.5 时，NO₃^-  的去除率低，是因为生成了较多的不导电的FeO（OH），写出生成FeO（OH）的离子方程式：___．
（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．是因为 Fe²⁺能够破坏FeO（OH），氧化层生成Fe₂O₃．写出该反应的离子方式___．

Answer 1

（1）①Fe还原水体中NO₃^-，则Fe作还原剂，失去电子，作负极，
故答案为：铁；
②NO₃^-在正极得电子发生还原反应产生NH₄⁺，根据图2信息可知为酸性环境，则正极的电极反应式为：NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O，
故答案为：NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O；
（2）pH越高，Fe³⁺越易水解生成FeO（OH），而FeO（OH）不导电，阻碍电子转移，所以NO₃^-的去除率低，发生离子方程式为：Fe³⁺+2H₂O⇌FeO（OH）+3H⁺，故答案为：Fe³⁺+2H₂O⇌FeO（OH）+3H⁺；
（3）Fe²⁺能与FeO（OH）反应生成Fe₃O₄和氢离子，离子方程式为：Fe²⁺+2FeO（OH）=Fe₃O₄+2H⁺，Fe²⁺将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe₃O₄，利于电子转移．
故答案为：Fe²⁺+2FeO（OH）=Fe₃O₄+2H⁺．