第四章化学反应与电能 单元同步训练题-（含解析）2023-2024学年高二化学人教版选择性必修1

第四章 化学反应与电能 单元同步训练题
一、单选题
1．用下列实验装置进行实验，能达到相应实验目的的是
A．实验室制取氨气 B．探究温度对化学平衡的影响 C．探究与的大小关系 D．将化学能转化为电能
A．A B．B C．C D．D
2．近期科技工作者开发了一套以乙醇为原料制备DDE()的电解装置如图所示。下列说法不正确的是
A．电极的电极电势：bB．阳极电极反应式为
C．电解后溶液的pH会减小(忽略由于水的生成引起溶液体积变化)
D．每产生1molH2需要消耗3molC2H5OH
3．催化剂作用下电解还原以制备高附加值化学品是实现碳中和的有效方法之一，将转化为的原理如图所示。下列说法正确的是
已知：法拉第常数为，法拉第常数与电子物质的量的乘积等于电量。
A．电极b应该连接电源的正极
B．电解一段时间后，阳极区电解质溶液的浓度保持不变
C．电极a上生成时，理论上可还原(标准状况下)
D．若电解效率为，则处理(标准状况下)需要的电量
4．如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，原理是通电后，通过观察b容器现象，同时测量量气管气体的体积以测定乙酸的浓度。接通电源，进行实验。下列说法正确的是
A．左侧电极反应：
B．b中溶液恰好变为红色时，实验立即结束
C．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
D．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为
5．H2是一种重要的清洁能源。下列说法不正确的是
A．反应涉及非极性键的断裂和极性键的生成
B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=+480kJ/mol
C．可通过原电池将H2与O2反应的化学能转化为电能
D．灼热的铁粉可将H2O中的氢转化为H2
6．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是
A．电流由电源正极经导线流向Y极，再经电解质溶液或熔融态电解质流到X极，最后X极经导线流回电源负极
B．铜电解精炼中，X是粗铜，Y是纯铜，M是CuSO4溶液
C．X、Y均为石墨电极，电解熔融氯化铝制备金属铝
D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属
7．膜电极主要由质子交换膜、催化层和扩散层组成，高性能的膜电极具有很多优良的特点。工业上可以采用膜电极电解法处理含硫废水并协同产氢实现资源的有效利用，其简易装置图如下所示。下列有关说法不正确的是。
A．a电极为电源的负极
B．当收集到标况下时，一定有被处理
C．膜电极具有较高的质子传导性
D．阳极电极反应方程式可能为：
8．下列有关实验设计、操作说法正确的是。
A．甲图可验证酸性：
B．乙图可用于铁制镀件镀铜
C．丙图用于实验室在同一橱柜存放乙醇与试剂
D．丁图为酸式滴定管的润洗操作
9．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示（电极均为石墨电极）。下列说法正确的是
A．M为电源的负极 B．通电使氯化钠发生电离
C．电解一段时间后，阴极区降低 D．产物之一的从d口获得
10．科技进步和社会发展都离不开化学。下列叙述没有涉及化学变化的是
A．《黄帝九鼎神丹经诀》中记有“炼石胆取精华法”制硫酸
B．法国物理学家贝克勒尔发现了“天然放射性现象”
C．以硝基苯为原料合成解热镇痛药对乙酰氨基酚
D．新能源电动汽车动力电池的充电与放电过程
11．液体锌电池是一种电压较高的二次电池，具有成本低、安全性强、可循环使用等特点，其放电过程示意图如图。下列说法不正确的是
已知：①；②KOH凝胶中允许离子存在、生成或迁移。
A．充电过程中，阴极的电极反应：
B．放电过程中，正极的电极反应：
C．放电过程中，由正极向负极迁移
D．在充、放电过程中，凝胶中的可再生
12．用黄铜矿旷冶炼铜的简单流程如图，焙烧所得固体产物均为低价金属硫化物。下列说法不正确的是
A．焙烧反应为
B．可用品红溶液检验焙烧的气态产物
C．铜晶体含有金属键
D．粗铜精炼时阳极减少，电路中转移电子数为
13．有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是
A．图Ⅰ所示电池中，的作用是做催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，正极电极反应式：
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，其正极电池反应式：
D．图Ⅳ所示电池中，是还原剂，电池工作过程中被氧化为
14．根据实验目的，下列实验现象、结论都正确的是
选项 实验目的 实验过程 现象及结论
A 测定中和反应的反应热 测定浓度均为1.0和溶液初始温度。快速将体积均为100的和溶液倒入量热计中，盖好杯盖，轻轻搅拌，记录体系的最高温度。 和溶液密度近似为1，溶液的比热容4.18。中和反应的反应热：。
B 探究铁钉镀铜 直流电源正极、负极分别与铁钉、铜片连接，将铁钉和铜片插入溶液中，接通电源。 铜片逐渐溶解，铁钉表面有红色物质析出。
C 探究浓度对化学平衡的影响 向溶液中缓慢滴加硫酸，溶液由黄色变为橙色。 增大浓度，化学平衡向生成的方向移动。
D 探究不同催化剂的催化效果 向两支试管中各加入210%溶液，再分别加入2滴1溶液、2滴1溶液。 滴加溶液的试管产生气泡的速率快，说明的催化效果好。
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
15．利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为 ，电极反应式为 。
(2)电解液c可以是_______(填字母)。
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是 ，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 。
(4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。
16．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接 。产生H2的电极反应式是 。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用： 。
(2)常温下电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图中Ⅰ、Ⅱ所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，根据图中信息进行下列计算：(要求写出计算步骤)
①原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度 。
②电解至t3时，消耗水的质量 。
17．如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)①b为电源的 极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。
②Y池中c为 极。
(2)①写出e极上反应的电极反应式： 。
②写出Y池中总反应的化学方程式： 。
18．水溶性硝态氮(等)是水体污染物，可采用多种方法将其去除。
(1)在反硝化细菌的作用下，葡萄糖可将酸性废水中的除去，同时产生两种无污染的气体。写出葡萄糖除去反应的离子方程式 。
(2)纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以表示)，反应原理如图所示。
①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过多不利于硝态氮去除。其原因是 。
②利用纳米铁粉与活性炭的混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率。控制纳米铁粉与活性炭总质量一定，反应时间相同，测得废水中硝态氮残留率与混合物中的关系如图所示，过大和过小都会导致硝态氮残留率上升，原因是 。方向1上升幅度小于方向2，原因是 。
(3)用含的酸性吸收液处理烟气中的氮氧化物时，可被氧化为转化为。用惰性电极电解处理烟气后的溶液，可将转化为无毒物质，同时使吸收液再生。
①写出电解时阴极的电极反应式： 。
②若完全电解后阴极恰好生成含氮的还原产物，则阳极生成的气体在标准状况下体积是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢气体，温度降低二者重新结合为氯化铵固体，不能制氨气，A错误；
B．将和混合气体分别置于冷水和热水中，观察气体颜色，可探究温度对化学平衡的影响，B正确；
C．2滴0.1mol/L硫酸镁溶液加入2mL0.1mol/LNaOH溶液中，NaOH过量，可以后续加入的硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀，无法探究与的大小关系，C错误；
D．装置未形成闭合的回路，未形成原电池，无法将化学能转化为电能，D错误；
答案选B。
2．C
【分析】b电极氢离子得电子还原为氢气，故电极b为阴极；电极a为阳极，乙醇和氯离子发生氧化反应，产生C2H5OC1，然后转化为乙醛，与乙醇反应获得DDE。
【详解】A．电极b为阴极，阴极电势低于阳极，故A正确；
B．乙醇和氯离子发生氧化反应，产生C2H5OC1，电极方程式为，故B正确；
C．结合图示，产生的氢离子和消耗的氢离子的量相同，故pH不变，故C错误；
D．产生1mol氢气，转移2mol电子，有1mol乙醇被氧化成乙醛，乙醛又和2mol乙醇产生DDE，共消耗3mol乙醇，故D正确；
故选C。
3．D
【分析】根据图中信息可知，电极a上生成，发生氧化反应，为阳极，电极b上生成甲烷，由二氧化碳得电子产生，发生还原反应，为阴极；
【详解】A．由图可知，电极a上生成，发生氧化反应，为阳极，则电极a连接电源的正极，选项A错误；
B．电解一段时间后，，阳极产生的通过质子交换膜进入阴极，同时阳极消耗水，则阳极区电解质溶液的浓度增大，选项B错误；
C．根据得失电子守恒可得关系式，若生成，则可还原，其体积在标准状况下为，选项C错误；
D．由电极反应式可知，标准状况下二氧化碳反应时转移电子，则需要的电量为，选项D正确；
答案选D。
4．B
【分析】测定乙酸溶液浓度，量取10.00mL待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验，可知右侧为阴极，左侧为阳极，阴极上溶液中的乙酸得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2CH3COOH+2e-═2CH3COO-+H2↑，在阳极电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为2H2O-4e-═O2↑+4H+，所以c管中收集到氧气，乙酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性，当b中溶液恰好变红色，打开开关，停止电解，测量c中收集到氧气的体积，可计算乙酸溶液浓度，以此解答该题。
【详解】A．由以上分析可知，左侧电极反应：2H2O-4e-═O2↑+4H+，故A错误；
B．实验结束时，b中为乙酸钠和硫酸钠溶液，乙酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性，溶液显红色，故B正确；
C．把盐桥换为U形铜导线，a、b两池均为电解池，b池中铜电极作阳极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，Cu2+水解显酸性，影响测定结果，故C错误；
D．未标明是否在标准状况下，无法计算，故D错误；
故选：B。
5．B
【详解】A．反应中H-H、O=O非极性键断裂，有H-Cl极性键生成，故A正确；
B．根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×436+496+[4×(-462)]=- 480kJ/mol，则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-480kJ/mol，故B错误；
C．H2与O2反应是氧化还原反应，任何氧化还原反应都能设计为原电池，即能将化学能转化为电能，故C正确；
D．灼热的铁粉可与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，能将H2O中的氢转化为H2，故D正确；
故选：B。
6．A
【分析】如图所示，X极接电源负极，为阴极，Y极接电源正极，为阳极。以此答题。
【详解】A．如图所示，电流由电源正极经导线流向Y极，再经电解质溶液或熔融态电解质流到X极，最后X极经导线流回电源负极，A正确；
B．铜电解精炼中，阴极X是精铜，阳极Y是粗铜，M是CuSO4溶液，B错误；
C．X、Y均为石墨电极，制备金属铝时应电解熔融氧化铝，而不是氯化铝，C错误；
D．外加电流的阴极保护法中，待保护金属应作阴极，置于X极上，而不是Y极，D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．由膜电极上发生的反应可知，膜电极左侧氢离子得电子转化为氢气，则膜电极左侧为阴极，a电极为电源的负极，A正确；
B．膜电极阴极发生的反应为，阳极发生的反应为或，当收集到标况下时，电解池中转移的电子为1mol，则阳极处理的为0.5mol或，B错误；
C．根据膜电极上发生的电极反应可知，阳极生成氢离子，氢离子转移到阴极，阴极消耗氢离子，则膜电极具有较高的质子传导性，C正确；
D．由图可知，阳极消耗生成或，则电极反应式可能为或，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．醋酸易挥发，甲图不能验证酸性：，故A错误；
B．铁作阴极、铜作阳极，硫酸铜为电解质溶液，可实现铁制镀件镀铜，故B正确；
C．是强氧化剂，乙醇具有还原性，所以不能在同一橱柜存放乙醇与试剂，故C错误；
D．酸式滴定管的润洗操作：从滴定管上口加入少量待装液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿内壁，然后从下部放出，重复2~3次，故D错误；
选B。
9．D
【分析】电解过程中阳离子向阴极移动，由图可知，右侧电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，则N为负极，左侧电极为阳极，电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，则M为正极，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，M为电源的正极，A错误；
B．氯化钠在水溶液中发生电离，不需要通电，通电使氯化钠发生化学反应，B错误；
C．电解时，阴极上氢离子得电子，同时生成氢氧根离子，溶液中氢氧根离子的浓度增大，则pH增大，C错误；
D．电解时，阴极上氢离子得电子，同时生成氢氧根离子，Na+通过阳离子交换膜由阳极区进入阴极区，则产物之一的从d口获得，D正确；
故答案为：D。
10．B
【详解】A．《黄帝九鼎神丹经诀》中记有“炼石胆取精华法”制硫酸，涉及到硫酸的生成，发生了化学变化，A不符合题意；
B．法国物理学家贝克勒尔发现了"天然放射性现象"，没有新物质生成，不涉及化学变化，B符合题意；
C．以硝基苯为原料合成解热镇痛药对乙酰氨基酚，涉及到新物质的生成，发生了化学变化，C不符合题意；
D．新能源电动汽车动力电池的充电与放电过程，涉及到新物质的生成，发生了化学变化，D不符合题意；
故选B。
11．C
【分析】液体锌电池放电时Zn作负极，发生氧化反应，失电子生成，负极电极反应式为Zn+4OH--2e-═，MnO2所在电极作正极，发生还原反应生成Mn2+，正极反应式为MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O，放电时，阳离子由负极移向正极、阴离子由正极移向负极；充电时，原电池正负极分别与外加电源正负极相接，作电解池的阳极、阴极，阴阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，据此分析解答。
【详解】A．原电池负极反应为Zn+4OH--2e-═，充电时，原电池负极与外加电源负极相接，作电解池的阴极，阴极电极反应式与负极反应式正好相反，即+2e-═Zn+4OH-，故A正确；
B．液体锌电池中MnO2所在电极作正极，MnO2发生还原反应生成Mn2+，即电极反应式为MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O，故B正确；
C．原电池放电时，阳离子由负极移向正极，即H+由负极向正极迁移，故C错误；
D．电解时阴极电极反应式为+2e-═Zn+4OH-，由于KOH凝胶的特殊作用可使KOH再生，故D正确；
故选：C。
12．D
【分析】该反应中，CuFeS2在氧气中焙烧，生成Cu2S、FeS，，鼓风加热，，，以此分析；
【详解】A．根据分析，焙烧的方程式，，A正确；
B．焙烧的气体产物为SO2，遇到品红，品红褪色，加热后品红复色，B正确；
C．铜为金属晶体，含有金属键，C正确；
D．粗铜中含有其他杂质金属，减少的64g金属，外电路通过电子数不一定是2mol，D错误；
故答案为：D。
13．C
【详解】A．由图可知，Ⅰ中锌筒为锌锰碱性电池的负极，碳棒是正极，二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二锰，所以二氧化锰的作用不可能是做催化剂，故A错误；
B．由图可知，Ⅱ所示电池放电过程中，二氧化铅为二次电池的正极，酸性条件下二氧化铅在硫酸根离子作用下得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为，故B错误；
C．由图可知，Ⅲ为氢氧燃料电池，通入氧气的电极为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故C正确；
D．Ⅳ中氧化银为银锌纽扣电池的正极，水分子作用下氧化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，故D错误；
故选C。
14．C
【详解】A．溶液和溶液密度近似为1，溶液的比热容4.18。中和反应的反应热：，A错误；
B．铁钉镀铜应该铁钉为阴极，与外接电源负极相连，B错误；
C．溶液中存在平衡，增大浓度，化学平衡向生成的方向移动，溶液由黄色变为橙色，C正确；
D．阴离子不同，不能排除阴离子的干扰，不能得到的催化效果好的结论，D错误；
故选C。
15．(1) Fe Fe-2e-=Fe2+
(2)BC
(3) 隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2
(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
【分析】利用电解方法制取Fe(OH)2，Fe电解为阳极，阳极Fe失去电子被氧化变为Fe2+；石墨电极为阴极，在阴极上水电离产生的H+得到电子被还原产生H2，溶液中的OH-与Fe2+反应产生Fe(OH)2白色沉淀，溶液c可以是NaCl溶液或碱性NaOH溶液，为防止Fe(OH)2被氧化变为Fe(OH)3，在液面上覆盖保护层可以是密度比水小企鹅难溶于水的苯或汽油。
【详解】（1）利用电解方法制取Fe(OH)2，则Fe电解为阳极，即a电极是Fe，阳极Fe失去电子被氧化变为Fe2+，阳极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；
（2）A．纯水导电能力较弱，因此电解液c不是纯水，不能采用该物质通过电解方法获得Fe(OH)2，A不符合题意；
B．若溶液为NaCl溶液，阳极Fe发生反应：Fe-2e-=Fe2+；阴极上水电离产生的H+得到电子被还原产生H2，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；Fe2+与OH-反应产生Fe(OH)2，B符合题意；
C．若溶液为NaOH溶液，阳极Fe发生反应：Fe-2e-=Fe2+；阴极上水电离产生的H+得到电子被还原产生H2，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；Fe2+与OH-反应产生Fe(OH)2，C符合题意；
D．若电解溶液为CuCl2溶液，阳极Fe发生反应：Fe-2e-=Fe2+；由于得到电子能力：Cu2+＞H+，因此阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；溶液中不存在大量OH-，因此不能反应制取得到Fe(OH)2，D不符合题意；
故合理选项是BC；
（3）Fe(OH)2具有强的还原性，容易被空气中的氧气氧化产生Fe(OH)3，d为苯，其作用是隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化；
为避免Fe(OH)2被空气中的氧气氧化变质，在加入苯之前要对电解液c加热煮沸，以排出溶解的O2；
（4）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，Fe为阴极，石墨电极为阳极，电解Na2SO4溶液，始终上是电解水，总反应方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，生成的O2将生成的Fe(OH)2沉淀氧化产生红褐色Fe(OH)3沉淀，因此看到的现象中除了电极上看到气泡外，另一明显现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。
16．(1) K1 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用
(2) c(NaCl)=c(CuSO4)=0.1 mol/L 0.72 g
【详解】（1）①电解时，阴极上水电离产生的H+得到电子被还原产生H2，即电极1产生H2，此时开关连接K1，阴极H2O得电子生成H2，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
②改变开关连接方式，可得O2；
③连接K1时，电极3为阳极，Ni(OH)2失去电子被氧化产生NiOOH，故阳极3的电极反应为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O；当连接K2制O2时，电极3连接电源负极，作阴极，此时电极3发生得到电子的还原反应，电极反应式为：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-；由以上电极反应可看出，不同的连接方式，可使电极3循环使用；
（2）①图象中看出阳极得到336 mL气体中，224 mL是Cl2，112 mL是O2，故224 mL Cl2的物质的量是n(Cl2)=；O2的物质的量是n(O2)=，则在反应过程中转移电子的物质的量为：n(e-)=2n(Cl2)+4n(O2)=2×0.01 mol+4×0.005 mol=0.04 mol。又因为阳极首先逸出的是Cl2，根据氯元素守恒可知n(NaCl)=2n(Cl2)=2×0.01 mol=0.02 mol，故NaCl溶液的浓度。此过程中阴极刚好析出全部铜：Cu2++2e-=Cu，故根据电子守恒可知n(CuSO4)=n(Cu)=，则c(CuSO4)=；
②从图象可知，t3时，生成标准状况下O2的生成的体积V(O2)=(672 mL-224 mL)=448 mL，其物质的量是n(O2)=，O2全部是电解水得来的，根据反应转化关系2H2O～O2得到n(H2O)=2n(O2)=0.04 mol，则反应消耗H2O的质量是m(H2O)=0.04 mol×18 g/mol=0.72 g。
17．(1) 负 阳
(2) Cu-2e-=Cu2+ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
【详解】（1）接通电路后发现d附近显红色，则d附近生成氢氧根离子，即氢离子得到电子生成氢气，则d为电解池的阴极，所以b为电源的负极；c为电解池的阳极，a为电源的正极；f为阴极，e为阳极；
（2）①e为阳极，铜失去电子生成铜离子，电极反应为Cu-2e-=Cu2+；
②Y池中为用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，总反应的化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
18．(1)5C6H12O6+24NO+24H+12N2↑+30CO2↑+42H2O
(2) 过多的氧气会将Fe2+氧化为Fe3+，使得Fe2+浓度减小 的值过大或者过小，都会导致形成微电池的数目减少，相同时间内生成Fe2+的浓度减小，反应速率减慢 方向1中，活性炭质量过量，过量的活性炭对硝态氮具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2
(3) 2HNO2+6e-+6H+=N2↑+4H2O或2NO+6e-+8H+=N2↑+4H2O 33.6L
【详解】（1）在反硝化细菌作用下，利用葡萄糖处理酸性废水中的NO，产生两种对大气无污染的气体，即N2和CO2，反应的离子方程式为：5C6H12O6+24NO+24H+12N2↑+30CO2↑+42H2O。
（2）①由图可知，氧气将纳米铁粉氧化为Fe2+，Fe2+再将硝态氮(以表示)还原为N2，若水中溶解的氧过多，过多的氧气会将Fe2+氧化为Fe3+，使得Fe2+浓度减小，不利于硝态氮去除；
②纳米铁粉与活性炭总质量一定，则的值过大或者过小，都会导致形成微电池的数目减少，相同时间内生成Fe2+的浓度减小，反应速率减慢，导致硝态氮残留率上升；方向1中，活性炭质量过量，过量的活性炭对硝态氮具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2。
（3）①阴极上得电子发生还原反应，生成无毒物质N2，电极反应式为：2HNO2+6e-+6H+=N2↑+4H2O或2NO+6e-+8H+=N2↑+4H2O；
②若完全电解后阴极生成1mol还原产物N2，则伴随着6mol电子转移，阳极上水失电子发生氧化反应，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成氧气的物质的量n(O2)==1.5mol，标准状况下气体的体积为1.5mol22.4L/mol=33.6L。
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