Question

9．單質鐵（Fe）可將水體中的硝酸鹽（NO₃^-）轉化為銨鹽（NH₄⁺）而去除掉，現將足量鐵粉投入水體中，經24小時測定NO3-的去除率和初始pH的關系如圖所示，已知pH=2.5時，在鐵粉的外層包裹的主要是其氧化產物NO₃^-（可導電），而pH=4.5時，則是不導電的 FeO（OH），下列說法不正確的是（　　）

• A． pH=4.5時，NO₃^-的去除率低，其原因可能是FeO（OH） 不導電，阻礙電子轉移
• B． 通過對比試驗發現，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NO₃^-的去除率，可能原因是Fe²⁺將NO₃^-直接還原了
• C． 加入Fe²⁺可能發生的反應是Fe²⁺+2FeO（OH）═Fe₃O₄+2H⁺
• D． 由圖猜測，溶液中H+濃度越大，對NO₃^-的去除率越高

Answer 1

分析 A．pH=4.5時，不導電的 FeO（OH）阻礙電子轉移；
B．在初始pH=4.5的水體中補充一定量的Fe²⁺，NO₃^-的去除率并未提高；
C． FeO（OH）不導電，加入Fe²⁺可能與之發生氧化還原反應導電；
D．PH越小酸性越強．

解答 解：A．NO₃^-的去除是單質鐵失去電子，硝酸鹽（NO₃^-）中+5價的氮轉化為銨鹽（NH₄⁺）中-3價的氮，存在電子轉移，因pH=4.5時，不導電的 FeO（OH）阻礙電子轉移，所以pH=4.5時，NO₃^-的去除率低，故A正確；
B．通過對比試驗發現，在初始pH=4.5的水體中投入補充一定量的Fe²⁺，NO₃^-的去除率并未提高，同時加入足量的鐵粉，提高NO₃^-的去除率，顯然不是Fe²⁺將NO₃^-直接還原了，故B錯誤；
C．單質鐵（Fe）可將水體中的硝酸鹽（NO₃^-）轉化為銨鹽（NH₄⁺）而去除掉，FeO（OH）不導電，加入Fe²⁺可能發生的反應是Fe²⁺能與FeO（OH）反應生成Fe₃O₄和氫離子，離子方程式為：Fe²⁺+2FeO（OH）=Fe₃O₄+2H⁺，Fe²⁺將不導電的FeO（OH）轉化為可導電的Fe₃O₄，利于電子轉移，故C正確；
D．由圖可知，PH=2.5時，NO₃^-的去除率達100%，PH=4.5NO₃^-的去除率約50%，所以溶液中H⁺濃度越大，對NO₃^-的去除率越高，故D正確；
故選B．

點評 本題考查水體中硝酸鹽（NO₃^-）的處理，閱讀攝取題干信息是解答關鍵，題目難度中等．