(8分)微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体,将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如右图所示。已知
题型:不详难度:来源:
(8分)微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体,将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如右图所示。
已知石墨电极上反应为: C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2+24H+ ⑴ 电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。电池工作时,质子移向电源的 极,铂碳上所发生的电极反应式为_____________。 ⑵燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定的物质(如H转化为液态水,C转化为二氧化碳 )所放出的热量。葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol,写出葡萄糖燃烧的热化学方程式 。 ⑶ 化学需氧量(COD)是重要的水质指标,其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O所需消耗的氧气的质量。科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,该设想已经在实验室中获得成功。但如果1L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5.6kJ,就没有发电的必要。则下列污水中,不适合用微生物燃料电池发电的是 (填序号)。
序号
| A
| B
| C
| D
| E
| 污水类型
| 生活污水
| 印染
| 电镀
| 造纸
| 硫酸工业废水
| COD值(mg/L)
| 520
| 870
| 20
| 960
| 120
| |
答案
(8分) ⑴ 正(2分) O2+4e-+4H+=2H2O(2分) ⑵ C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l);△H=-2800kJ·mol-1(2分) ⑶ CE(2分) |
解析
略 |
举一反三
(11分)右图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O。(已知甲醇的标准燃烧热为-725.76kJ ·mol-1)
(1)该装置中 (填a或b)为电池的负极,其电极反应为 。 (2)已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中,各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性,即其反应原理可表示为2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g),试写出该条件下反应的平衡常数表达式K= ; 在电脑的使用过程中,电池的温度往往因为各种原因会升高,试判断温度升高时该反应的平衡常K将 (填增大、减小、不变),其反应的正反应速率将 (填增大、减小、不变);逆反应速率将 (填增大、减小、不变);温度升高 (填有利或不利于)电池将化学能转化为电能。 (3)又已知在该条件下H2O(l)=H2O(g)ΔH=+akJ·mol-1;CH3OH(l)= CH3OH(g) ΔH=+b kJ·mol-1。若常温下一定量的甲醇完全燃烧生成液态水释放出了1451.52 kJ的能量,则等质量的甲醇利用图示装置理论上可提供 mol电子的电量。 |
用铅蓄电池电解苦卤水 (含C1-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是( )
A.铅蓄电池负极的反应式为:Pb → Pb2++ 2e - | B.铅蓄电池放电时,该电池两极质量均减少 | C.铅蓄电池充电时,A极应与外电源负极相连 | D.电解苦卤水时,a 电极首先放电的是Br- |
|
镍镉电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用,其工作原理可以表示为:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2以下说法中正确的是:( )A.以上反应是可逆反应 | B.放电时,镉为正极 | C.充电时电池上标有“+”号的电极连接电源负极 | D.以镍镉电池为电源,电解Na2CO3溶液,当收集到气体的总体积为33.6L(标况下)时,电池中转移了2mol电子 |
|
一种新型燃料电池,以镍板为电极插入KOH溶液中,分别向两极通乙烷(C2H6)和氧气,有关此电池的推断错误的是A.通乙烷的电极为负极,电极反应为:C2H6+18OH――14e—=2CO32-+12H2O | B.参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2 | C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降 | D.放电一段时间后,正极区附近溶液的pH减小 |
|
(10分)右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为: 2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O
(1)请回答下列电极的名称: 通入CH3OH的电极名称是 , B(石墨)电极的名称是 。 (2)写出电极反应式: 通入O2的电极的电极反应式是 。 A(Fe)电极的电极反应式为 , (3)乙池中反应的化学方程式为 。 |
最新试题
热门考点