Question

微生物燃料電池(MFC)是燃料電池中特殊的一類，它利用微生物作為反應主體，將有機物的化學能轉化為電能。以葡萄糖溶液為例，其工作原理如圖3-2所示。已知石墨電極上反應為：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-6CO₂+24H⁺

圖3-2

(1)電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。電池工作時，質子移向電源的___________極，鉑碳上所發生的電極反應式為_________________________________________________。

(2)葡萄糖的燃燒熱為2800kJ／mol，寫出葡萄糖燃燒的熱化學方程式：__________________。

(3)化學需氧量(COD)是重要的水質指標，其數值表示將1L水中的有機物氧化為CO₂、H₂O所需消耗的氧氣的質量。科學家設想利用微生物燃料電池來處理某些污水，并進行發電，該設想已經在實驗室中獲得成功。但如果1L廢水中有機物(折算成葡萄糖)氧化提供的化學能低于5.6kJ，就沒有發電的必要。則下列污水中，不適合用微生物燃料電池發電的是___________(填序號)。

序號	A	B	C	D	E
污水類型	生活污水	印染	電鍍	造紙	硫酸工業廢水
COD值／(mg／L)	520	870	20	960	120

(4)在化學工作者的眼中，“垃圾是放錯了位置的資源”。寫出硫酸工業“廢氣”處理利用的化學方程式：____________________________________________。

Answer 1

(1)正 O₂+4e^-+4H⁺====2H₂O

(2) C₆H₁₂O₆ (s)+6O₂ (g)====6CO₂(g)+6H₂O(l)；ΔH=-2800kJ·mol^-1

(3)CE

(4)SO₂+2NH₃+H₂O=(NH₄)₂SO₃；(NH₄)₂SO₃+ H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄+SO₂↑+H₂O