Question

8．用零價鐵（Fe）能去除弱酸性條件下水體中硝酸鹽（NO₃^-），其電化學原理如圖所示，下列說法不正確的是（　�。�

• A． Fe₃O₄既是負極的氧化產(chǎn)物，也做正極導電材料
• B． 正極的電極反應(yīng)式NO₃^-+10H⁺+8e^-=NH₄⁺+3H₂O
• C． 理論上，F(xiàn)e增重16g，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2mol電子
• D． 反應(yīng)過程中，溶液的pH值將減小

Answer 1

分析 由圖可知Fe還原水體中NO₃^-，則Fe作還原劑，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生Fe₃O₄，F(xiàn)e₃O₄固體疏松能導電，與電解質(zhì)溶液、零價鐵構(gòu)成原電池，鐵作負極，F(xiàn)e₃O₄作正極，負極反應(yīng)為：3Fe-8e^-+4H₂O=Fe₃O₄+8H⁺，正極反應(yīng)為：NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O，總反應(yīng)為：3Fe+NO₃^-+2H⁺+H₂O=Fe₃O₄+NH₄⁺，據(jù)此分析解答．

解答 解：A．Fe失電子作還原劑，F(xiàn)e₃O₄是氧化產(chǎn)物，構(gòu)成原電池是時，鐵作負極，F(xiàn)e₃O₄作正極，故A正確；
B．NO₃^-在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生NH₄⁺，電極反應(yīng)式為：NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O，故B正確；
C．根據(jù)負極反應(yīng)3Fe-8e^-+4H₂O=Fe₃O₄+8H⁺，鐵增重的質(zhì)量即氧原子的質(zhì)量，則反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為$\frac{16g}{16g/mol}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{4}$mol，轉(zhuǎn)移電子為$\frac{3}{4}mol×\frac{8}{3}$=2mol，故C正確；
D．總反應(yīng)為：3Fe+NO₃^-+2H⁺+H₂O=Fe₃O₄+NH₄⁺，氫離子被消耗，pH將增大，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查電化學的應(yīng)用，為高頻高點，明確原電池的工作原理是解題的關(guān)鍵，綜合考查學生的分析能力和靈活運用能力，題目難度中等．