Question

8．用零价铁（Fe）能去除弱酸性条件下水体中硝酸盐（NO₃^-），其电化学原理如图所示，下列说法不正确的是（　　）

• A． Fe₃O₄既是负极的氧化产物，也做正极导电材料
• B． 正极的电极反应式NO₃^-+10H⁺+8e^-=NH₄⁺+3H₂O
• C． 理论上，Fe增重16g，反应中转移2mol电子
• D． 反应过程中，溶液的pH值将减小

Answer 1

分析 由图可知Fe还原水体中NO₃^-，则Fe作还原剂，失去电子发生氧化反应生Fe₃O₄，Fe₃O₄固体疏松能导电，与电解质溶液、零价铁构成原电池，铁作负极，Fe₃O₄作正极，负极反应为：3Fe-8e^-+4H₂O=Fe₃O₄+8H⁺，正极反应为：NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O，总反应为：3Fe+NO₃^-+2H⁺+H₂O=Fe₃O₄+NH₄⁺，据此分析解答．

解答 解：A．Fe失电子作还原剂，Fe₃O₄是氧化产物，构成原电池是时，铁作负极，Fe₃O₄作正极，故A正确；
B．NO₃^-在正极得电子发生还原反应产生NH₄⁺，电极反应式为：NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O，故B正确；
C．根据负极反应3Fe-8e^-+4H₂O=Fe₃O₄+8H⁺，铁增重的质量即氧原子的质量，则反应的铁的物质的量为$\frac{16g}{16g/mol}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{4}$mol，转移电子为$\frac{3}{4}mol×\frac{8}{3}$=2mol，故C正确；
D．总反应为：3Fe+NO₃^-+2H⁺+H₂O=Fe₃O₄+NH₄⁺，氢离子被消耗，pH将增大，故D错误；
故选D．

点评 本题考查电化学的应用，为高频高点，明确原电池的工作原理是解题的关键，综合考查学生的分析能力和灵活运用能力，题目难度中等．