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    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，其工作原理如图所示。

    已知石墨电极上的反应为

    C6H12O6＋ 6H2O － 24e－ ="====" 6CO2＋ 24H＋

    （1）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，质子移向电池的_     __极(填正或负)，铂碳上所发生的电极反应式为：___________       _            _______

    （2）葡萄糖的燃烧热为2800 kJ·mol－1 ，写出葡萄糖完全燃烧的热化学方程式：_____________________________________________________________________

    （3）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1 L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5．6 kJ，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－1   520       870   20    960   120

     

    【答案】

    （1）正 （1分）  O2＋4e-＋4H＋＝2H2O （3分）

    （2）C6H12O6(s) + 6 O2(g)=6CO2（g）+ 6H2O(l) ΔH=" -2800" kJ·mol-1（3分）

    (3) C E （3分）

    【解析】

    试题分析：（1）原电池工作时，正离子移向正极，在正极发生还原反应，其电极反应式为

    O2＋4e-＋4H＋＝2H2O 

    （2）葡萄糖完全燃烧生成气态的二氧化碳和液态的水，其热化学方程式为：

    C6H12O6(s) + 6 O2(g)=6CO2（g）+ 6H2O(l) ΔH=" -2800" kJ·mol-1

    （3）若要提供5.6 kJ的化学能，则需要5.6 kJ÷2800 kJ·mol-1=0.002mol的葡萄糖，即0.002×6＝0.012mol的O2，质量为384mg，则污水的COD值至少为384mg·L－1，才有发电的必要。

    考点：原电池

    点评：新型燃料电池是近年来高考的热点，考生应熟练掌握原电池的工作原理，利用知识的迁移，灵活作答。难度中等。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    精英家教网微生物燃料电池（MicrobialFuelCell，MFC）是利用微生物将有机物中的化学燃料能直接转化成电能的装置．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示．关于该电池的叙述正确的是（　　）
    A、电池介质可能为强碱性溶液B、电池的负极反应为：C6H12O6+6H2O-24e-?6CO2↑+24H+C、电池工作时，H+从正极区通过质子交换膜向负极区迁移D、在电池反应中，每消耗1 mol氧气，就生成22.4L的CO2气体

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    精英家教网微生物燃料电池（MFC）是利用微生物的催化反应将化学能直接转化为电能的装置，其基本构造如下图所示．MFC的负极常选用导电性能较好的石墨，正极则大多使用载铂碳材料，工作时负极依靠微生物催化氧化有机物（如葡萄糖）而产生电子和质子，同时，要保持负极区无氧，正极区有氧．下列有关说法不正确的是（　　）
    A、负极：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+B、正极：O2+4H++4e-=2H2OC、工作时，质子通过半透膜渗入到正极区，氧气通过半透膜传递到负极区D、工作时，微生物催化氧化葡萄糖而产生电子和质子，电子通过导线传递到正极

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年河北省存瑞中学高一下学期第三次月考化学试卷（带解析） 题型：填空题

    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，其工作原理如图所示。

    已知石墨电极上的反应为
    C6H12O6＋ 6H2O － 24e－ ="====" 6CO2＋ 24H＋
    （1）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，质子移向电池的_     __极(填正或负)，铂碳上所发生的电极反应式为：___________       _            _______
    （2）葡萄糖的燃烧热为2800 kJ·mol－1 ，写出葡萄糖完全燃烧的热化学方程式：_____________________________________________________________________
    （3）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1 L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5．6 kJ，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－1
    		520
    		870
    		20
    		960
    		120

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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。以葡萄糖溶液为例，其工作原理如图3-2所示。已知石墨电极上反应为：C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+

    图3-2

    (1)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_________________________________________________。

    (2)葡萄糖的燃烧热为2800kJ／mol，写出葡萄糖燃烧的热化学方程式：__________________。

    (3)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

    (4)在化学工作者的眼中，“垃圾是放错了位置的资源”。写出硫酸工业“废气”处理利用的化学方程式：____________________________________________。

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