用納米Fe/Ni復(fù)合材料能去除污染水體的

NO

-

3

，Ni不參與反應(yīng)。離子在材料表面的活性位點(diǎn)吸附后發(fā)生反應(yīng)，活性位點(diǎn)被其他附著物占據(jù)會導(dǎo)致速率減慢（

NH

+

4

無法占據(jù)活性位點(diǎn)）。反應(yīng)過程如圖所示：
（1）酸性環(huán)境中，納米Fe/Ni去除

NO

-

3

分兩步，將步驟ii補(bǔ)充完整：
Ⅰ．

NO

-

3

+Fe+2H⁺═

NO

-

2

+Fe²⁺+H₂O
Ⅱ．

1

1

NO

-

2

NO

-

2

+

3

3

Fe

Fe

+

8

8

H⁺=

3

3

Fe²⁺+

1

1

NH

+

4

NH

+

4

+

2

2

H₂O

H₂O

（2）初始pH=2.0的廢液反應(yīng)15min后，出現(xiàn)大量白色絮狀物，過濾后很快變成紅褐色，結(jié)合化學(xué)用語解釋整個變化過程的原因

Fe²⁺在水中發(fā)生水解，F(xiàn)e²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，隨著反應(yīng)進(jìn)行，c（H+）減小，平衡右移，產(chǎn)生Fe（OH）₂沉淀，之后發(fā)生反應(yīng)4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，變成紅褐色的Fe（OH）₃

Fe²⁺在水中發(fā)生水解，F(xiàn)e²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，隨著反應(yīng)進(jìn)行，c（H+）減小，平衡右移，產(chǎn)生Fe（OH）₂沉淀，之后發(fā)生反應(yīng)4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，變成紅褐色的Fe（OH）₃

。
（3）水體初始pH會影響反應(yīng)速率，不同pH的硝酸鹽溶液與納米Fe/Ni反應(yīng)時，溶液中

c

（

N

O

-

3

）

c

（

N

O

-

3

）

隨時間的變化如圖1所示。（注：c₀（

NO

-

3

）為初始時

NO

-

3

的濃度。）
①為達(dá)到最高去除率，應(yīng)調(diào)水體的初始pH=

6.5

6.5

。
②t＜15min,pH=2.0的溶液反應(yīng)速率最快，t＞15min,其反應(yīng)速率迅速降低，原因分別是

pH=2的溶液中，t＜15min時，溶液中H⁺濃度較高，因此反應(yīng)速率較快，溶液中產(chǎn)生Fe²⁺和pH上升速率較快，t＞15min時，產(chǎn)生大量Fe（OH）₂，附著在活性位點(diǎn)上，減小接觸面積，因此反應(yīng)速率迅速下降

pH=2的溶液中，t＜15min時，溶液中H⁺濃度較高，因此反應(yīng)速率較快，溶液中產(chǎn)生Fe²⁺和pH上升速率較快，t＞15min時，產(chǎn)生大量Fe（OH）₂，附著在活性位點(diǎn)上，減小接觸面積，因此反應(yīng)速率迅速下降

。

（4）總氮量指溶液中自由移動的所有含氮微粒濃度之和，納米Fe/Ni處理某濃度硝酸鹽溶液時，隨時間的變化如圖2所示。40min時總氮量較初始時下降，可能的原因是

反應(yīng)過程中H⁺被消耗，溶液pH升高，t=40min時，溶液中含N物質(zhì)主要以

NH

+

4

的形式存在，一部分

NH

+

4

生成NH₃逸出。（反應(yīng)過程中

NO

-

2

被Fe還原產(chǎn)生N₂逸出）

反應(yīng)過程中H⁺被消耗，溶液pH升高，t=40min時，溶液中含N物質(zhì)主要以

NH

+

4

的形式存在，一部分

NH

+

4

生成NH₃逸出。（反應(yīng)過程中

NO

-

2

被Fe還原產(chǎn)生N₂逸出）

。
（5）利用電解無害化處理水體中的

NO

-

3

，最終生成N₂逸出。其裝置及轉(zhuǎn)化圖如圖所示：
①陰極的電極反應(yīng)式為

NO

-

3

+8e^-+10H⁺=

NH

+

4

+3H₂O

NO

-

3

+8e^-+10H⁺=

NH

+

4

+3H₂O

。
②生成N₂的離子方程式為

2

NH

+

4

+3HClO=N₂↑+3Cl^-+5H⁺+3H₂O

2

NH

+

4

+3HClO=N₂↑+3Cl^-+5H⁺+3H₂O

。