Question

以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构如图所示．
回答下列问题：
（1）该燃料电池的能量转化主要形式是

由化学能转变为电能

；在导线中电子流动方向是

由b到a

（用a、b表示）．
（2）该电池负极反应式是：

C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂↑+24H⁺

．
（3）葡萄糖分子中含有的官能团是：

羟基、醛基

．
该电池能否在高温下工作？理由是：

不能，高温能使微生物蛋白质凝固变性

．
（4）该电池放电过程中，H⁺离子从

负

（填“正”或“负”）极区向

正

（填“正”或“负”）极区迁移．
（5）在该电池反应中，每消耗1molO₂，理论上能生成标准状况下的CO₂

22.4

L．

Answer 1

分析：原电池是将化学能转变为电能的装置，工作时电子由负极经外电路流向正极，
葡萄糖在负极失电子而被氧化，电极反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺，
氧气在正极得电子而被还原，正极反应为60₂+24H⁺+24e^-=12H₂O，
由于是微生物燃料电池，则不可能在高温下工作，放电过程中，H⁺从负极区向正极区迁移，结合OH^-形成H₂O，
消耗1mol氧气则转移4mole^-，
由C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺计算出：转移4mole^-则生成1molCO₂．

解答：解：（1）原电池是将化学能转变为电能的装置，工作时电子由负极经外电路流向正极，由图示可知，通入葡萄糖的一极为原电池的负极，发生氧化反应，
故答案为：由化学能转变为电能；由b到a；
（2）葡萄糖在负极失电子而被氧化，电极反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺，
氧气在正极得电子而被还原，正极反应为60₂+24H⁺+24e^-=12H₂O，
故答案为：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂↑+24H⁺；
（3）葡萄糖为还原性糖，分子中含有羧基和醛基，由于是微生物燃料电池，则不可能在高温下工作，否则高温能使微生物蛋白质凝固变性，
故答案为：羟基、醛基；不能，高温能使微生物蛋白质凝固变性；
（4）原电池工作时，电解质中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，从而形成闭合回路，放电过程中，H⁺从负极区向正极区迁移，结合OH^-形成H₂O，
故答案为：负；正；
（5）正极反应为60₂+24H⁺+24e^-=12H₂O，
消耗1mol氧气则转移4mole^-，
由C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺计算出：
转移4mole^-则生成1molCO₂，即22.4L，
故答案为：22.4．

点评：微生物燃料电池可以说是一种新型的环保电池，属于新技术、新产品系列，本题考查电极反应式书写、离子移动方向、简单计算等问题，题目难度不大．