题目内容
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
（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。
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 |
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-=2H2O | C、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 |
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
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：____________________________________________。