Question

14．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示，电解液为酸性环境．请回答下列问题：
（1）该燃料电池负极反应物是C₆H₁₂O₆，正极反应：60₂+24H⁺+24e^-=12H₂O，总电池反应：C₆H₁₂O₆+6O₂=6CO₂+6H₂O．
（2）在放电过程中，H⁺从负极区向正极区迁移（填“正极”或“负极”）
（3）在电池反应中，每转移4mol电子，理论上能生产标准状况下CO₂气体的体积为22.4L．

Answer 1

分析 葡萄糖与氧气形成的燃料电池中，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，
放电过程中，H⁺从负极区向正极区迁移，
由C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺计算出：转移4mole^-则生成1molCO₂．

解答 解：（1）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，则该电池总反应为：C₆H₁₂O₆+6O₂=6CO₂+6H₂O；
故答案为：C₆H₁₂O₆；60₂+24H⁺+24e^-=12H₂O；C₆H₁₂O₆+6O₂=6CO₂+6H₂O；
（2）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，
故答案为：负极；正极；
（3）由C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺计算出：转移4mole^-则生成1molCO₂，则标准状况下CO₂气体的体积为22.4L，
故答案为：22.4L．

点评 本题考查化学电源新型电池，明确正负极判断与元素化合价变化关系是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．