用纳米Fe/Ni复合材料能去除污染水体的

NO

-

3

，Ni不参与反应。离子在材料表面的活性位点吸附后发生反应，活性位点被其他附着物占据会导致速率减慢（

NH

+

4

无法占据活性位点）。反应过程如图所示：
（1）酸性环境中，纳米Fe/Ni去除

NO

-

3

分两步，将步骤ii补充完整：
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的废液反应15min后，出现大量白色絮状物，过滤后很快变成红褐色，结合化学用语解释整个变化过程的原因

Fe²⁺在水中发生水解，Fe²⁺+2H₂O⇌Fe（OH）₂+2H⁺，随着反应进行，c（H+）减小，平衡右移，产生Fe（OH）₂沉淀，之后发生反应4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，变成红褐色的Fe（OH）₃

Fe²⁺在水中发生水解，Fe²⁺+2H₂O⇌Fe（OH）₂+2H⁺，随着反应进行，c（H+）减小，平衡右移，产生Fe（OH）₂沉淀，之后发生反应4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，变成红褐色的Fe（OH）₃

。
（3）水体初始pH会影响反应速率，不同pH的硝酸盐溶液与纳米Fe/Ni反应时，溶液中

c

（

N

O

-

3

）

c

（

N

O

-

3

）

随时间的变化如图1所示。（注：c₀（

NO

-

3

）为初始时

NO

-

3

的浓度。）
①为达到最高去除率，应调水体的初始pH=

6.5

6.5

。
②t＜15min,pH=2.0的溶液反应速率最快，t＞15min,其反应速率迅速降低，原因分别是

pH=2的溶液中，t＜15min时，溶液中H⁺浓度较高，因此反应速率较快，溶液中产生Fe²⁺和pH上升速率较快，t＞15min时，产生大量Fe（OH）₂，附着在活性位点上，减小接触面积，因此反应速率迅速下降

pH=2的溶液中，t＜15min时，溶液中H⁺浓度较高，因此反应速率较快，溶液中产生Fe²⁺和pH上升速率较快，t＞15min时，产生大量Fe（OH）₂，附着在活性位点上，减小接触面积，因此反应速率迅速下降

。

（4）总氮量指溶液中自由移动的所有含氮微粒浓度之和，纳米Fe/Ni处理某浓度硝酸盐溶液时，随时间的变化如图2所示。40min时总氮量较初始时下降，可能的原因是

反应过程中H⁺被消耗，溶液pH升高，t=40min时，溶液中含N物质主要以

NH

+

4

的形式存在，一部分

NH

+

4

生成NH₃逸出。（反应过程中

NO

-

2

被Fe还原产生N₂逸出）

反应过程中H⁺被消耗，溶液pH升高，t=40min时，溶液中含N物质主要以

NH

+

4

的形式存在，一部分

NH

+

4

生成NH₃逸出。（反应过程中

NO

-

2

被Fe还原产生N₂逸出）

。
（5）利用电解无害化处理水体中的

NO

-

3

，最终生成N₂逸出。其装置及转化图如图所示：
①阴极的电极反应式为

NO

-

3

+8e^-+10H⁺=

NH

+

4

+3H₂O

NO

-

3

+8e^-+10H⁺=

NH

+

4

+3H₂O

。
②生成N₂的离子方程式为

2

NH

+

4

+3HClO=N₂↑+3Cl^-+5H⁺+3H₂O

2

NH

+

4

+3HClO=N₂↑+3Cl^-+5H⁺+3H₂O

。