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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...

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。

说明: 满分5 manfen5.com

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·mol1 ,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·L1   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
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考点分析:
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某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的 

变化关系曲线如图所示。

说明: 满分5 manfen5.com

(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为                                            

(2)反应开始至2min、5minZ的平均反应速率为                                       

(3)5min后Z的生成速率比5min末Z的 生成速率           (大、小、相等)。

 

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某化学兴趣小组要完成中和热的测定。

(1)实验桌上备有烧杯(大.小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌器、量筒、0.5mol· L-1 盐酸、0.55mol· L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是              。

(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?         (填“能”或“否”),其原因是                                                         _________

(3)他们记录的实验数据如下:

实 验 用 品

溶 液 温 度

中和热△H

( kJ·mol1

t1

t2

 

50mL0.55mol·L-1NaOH

50mL.0.5mol·L-1HCl

20℃

23.3℃

         

 

50mL0.55mol·L-1NaOH

50mL.0.5mol·L-1HCl

20℃

23.5℃

 

①已知:Q=Cm(t2 -t1),反应后溶液的比热容C为4.18KJ·℃-1· Kg-1,各物质的密度均为1g·cm-3

计算完成上表(结果直接填写在表格中)。

②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:

                                                                

(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果    __(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果     ______(填“有”或“无”)影响。

 

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(1)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)        △H=-641kJ·mol1

②1/2Ti(s)+ Cl2(g) =1/2TiCl4(1)    △H=-385 kJ·mol1

则2Mg(s)+TiCl4(1)=2MgCl2(s)+Ti(s)的反应热为△H=                         

(2)已知甲醇(CH3OH)在常温下为液体,其热值为22.7kJ?g-1,则甲醇的标准燃烧热的热化学方程式为_______                 _____                 __。

(3)将甲醇、氧气和氢氧化钾溶液设计成燃料电池,该电池

正极反应式为__________________    ______________。

(4)右图为工业上氯碱工业的电解槽示意图,据图回答:

说明: 满分5 manfen5.com

①该电解槽中发生反应的总离子反应方程式为

                                               

②若没有阳离子交换膜,则电解一段时间后在电解槽的溶液中可能发生的化学反应方程式为______                     ____________________。

 

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以铁为阳极,以铜为阴极,对足量的NaOH溶液进行电解。一段时间后得到2molFe(OH)3沉淀,此间共消耗的水的物质的量为  

A.2mol             B.3mol             C.4mol             D.5mol

 

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0.1 mol·L-1 AgNO3溶液在以Ag作阳极、Fe作阴极的电解槽中电解,当阴极上增重2.16 g时,下列判断正确的是

A.溶液的浓度变为0.08 mol·L-1             B.阳极上产生112 mL O2(标准状况)

C.转移的电子数是1.204×1023              D.反应中有0.02 mol的Ag被氧化

 

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试题属性

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