微生物燃料電池(MFC)是燃料電池中特殊的一類,它利用微生物作為反應(yīng)主體.將有機(jī)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.以葡萄糖溶液作底物為例,其工作原理如圖所示.
已知石墨電極上的反應(yīng)為C6H12O6+6H2O-24e-═6CO2+24H+
(1)電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過.電池工作時(shí),質(zhì)子移向電池的正正極(填正或負(fù)),鉑碳上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為:
O2+4e-+4H+═2H2OO2+4e-+4H+═2H2O
(2)葡萄糖的燃燒熱為2800kJ?mol-1,寫出葡萄糖完全燃燒的熱化學(xué)方程式:C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ?mol-1C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ?mol-1
(3)化學(xué)需氧量(COD)是重要的水質(zhì)指標(biāo).其數(shù)值表示將1L水中的有機(jī)物氧化為CO2、H2O所需消耗的氧氣的質(zhì)量.科學(xué)家設(shè)想利用微生物燃料電池來處理某些污水,并進(jìn)行發(fā)電,該設(shè)想已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中獲得成功.但如果1L廢水中有機(jī)物(折算成葡萄糖)氧化提供的化學(xué)能低于5.6kJ,就沒有發(fā)電的必要.則下列污水中,不適合用微生物燃料電池發(fā)電的是CECE(填序號(hào))
序號(hào) | A | B | C | D | E |
污水類型 | 生活污水 | 印染 | 電鍍 | 造紙 | 硫酸工業(yè)廢水 |
COD值/mg?L-1 | 520 | 870 | 20 | 960 | 120 |
【考點(diǎn)】化學(xué)電源新型電池.
【答案】正;O2+4e-+4H+═2H2O;C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ?mol-1;CE
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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