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,其工作原理如右图所示。
已知石墨电极上反应为:
C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2+24H+
⑴ 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_____________。
⑵燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定的物质(如H转化为液态水,C转化为二氧化碳 )所放出的热量。葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol,写出葡萄糖燃烧的热化学方程式 。
⑶ 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 |
A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增的短周期元素,其中A与Y同主族,X与Z同主族,A与B和X均可形成10个电子化合物;B与Z的最外层电子数之比为2∶3,常见化合物Y2X2与水反应生成X的单质,其溶液可使酚酞试液变红.请回答下列问题.
(1)Z的离子结构示意图为;化合物BA4的电子式为。
(2)化合物Y2X2中含有的化学键类型有________(填序号).
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.氢键
(3)化合物A2X和A2Z中,沸点较高的是_______(填化学式),其主要原因_____________________。
(4)A与X和A与Z均能形成18个电子的化合物,此两种化合物发生反应生成A2X和Z单质,试写出化学方程式____________________。
氢能是21世纪极具开发前景的新能源之一,
它既是绿色能源,又可循环利用。请在下图的两个空框中填上循环过程中反应物和生成物的
分子式,以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。从能量转移的角度看,过程Ⅱ主要是能转化为能。
如果用KOH溶液作为电解质溶液,写出该燃料电池的电极反应式
负极:______________________________正极:_________________________________。[来
在、
、
、
、
、
中:
(1)和互为同位素;
(2)和的质量数相等,但不能互称同位素;
(3)和的中子数相等,但质子数不等,所以不是同一种元素
已知几种难溶电解质的溶度积如下表所示:
几种难溶电解质的Ksp(25℃) |
|
沉淀溶解平衡 |
Ksp |
AgBr(s)![]() |
5,0×10-13mol2·L-2 |
AgI(s)![]() |
8.3×10-17mol2·L-2 |
FeS(s)![]() |
6.3×10-18mol2·L-2 |
ZnS(s)![]() |
1.6×10-24mol2·L-2 |
CuS(s)![]() |
1.3×10-36mol2·L-2 |
(1)AgBr、AgI、FeS、ZnS、CuS的溶解能力由大到小的顺为:。
(2)向饱和的AgI溶液中加入固体硝酸银,则c(I-)(填“增大”、“减小”或“不变”),若改加AgBr固体,则c(Ag+)(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在25℃时,向100mL浓度均为0.1 mol·L-1 FeCl2、ZnCl2、CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,生成的沉淀的先后顺序是(用沉淀物的化学式表示)。
(4)在25℃时,把ZnS加入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡: ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),下列措施可使ZnS减少的是。
A.加入少量CuS固体 | B.加入少量FeS固体 |
C.加入少量FeCl2固体 | D.加入少量CuCl2固体 |
运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e-H1=+1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g)H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6-(g)H3=+482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)的H="_____________" kJ·mol-1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为。
已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中
c(NH4+)=c(Cl-)。则溶液显性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=。