用零價鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（NO₃^-）已成為環(huán)境修復研究的熱點之一。

（1）Fe還原水體中NO₃^-的反應原理如圖1所示。
①作負極的物質(zhì)是

鐵

鐵

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②正極的電極反應式是

NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O

NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O

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（2）將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時測定NO₃^-的去除率和pH，結(jié)果如下：

初始pH	pH=2.5	pH=4.5
NO3-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，NO₃^-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

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（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NO₃^-的去除率。對Fe²⁺的作用提出兩種假設(shè)：
Ⅰ．Fe²⁺直接還原NO₃^-；
Ⅱ．Fe²⁺破壞FeO（OH）氧化層。
①做對比實驗，結(jié)果如圖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NO₃^-；在Fe和Fe²⁺共同作用下能提高NO₃^-的去除率

本實驗條件下，F(xiàn)e²⁺不能直接還原NO₃^-；在Fe和Fe²⁺共同作用下能提高NO₃^-的去除率

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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NO₃^-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

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（4）其他條件與（2）相同，經(jīng)1小時測定NO₃^-的去除率和pH，結(jié)果如表：

初始pH	pH=2.5	pH=4.5
NO3-的去除率	約10%	約3%
1小時pH	接近中性	接近中性

與（2）中數(shù)據(jù)對比，解釋（2）中初始pH不同時，NO₃^-去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的原因：

初始pH低時，產(chǎn)生的Fe²⁺充足；初始pH高時，產(chǎn)生的Fe²⁺不足

初始pH低時，產(chǎn)生的Fe²⁺充足；初始pH高時，產(chǎn)生的Fe²⁺不足

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