(6 分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能…——2015 高考化学第 5 题答案解析

2015_新课标I卷

2015 全国 第 5 题 单选题 区分题
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5.(6 分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(  )

A. 正极反应中有 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 生成
B. 微生物促进了反应中电子的转移
C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区
D. 电池总反应为 $\mathrm { C } _ { 6 } \mathrm { H } _ { 1 2 } \mathrm { O } _ { 6 } { + } 6 \mathrm { O } _ { 2 } { = } 6 \mathrm { C O } _ { 2 } { + } 6 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$
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A

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【考点】1B:真题集萃;BH:原电池和电解池的工作原理

【分析】A.根据图知,负极上 $\mathrm { C _ { 6 } H _ { 1 2 } O _ { 6 } }$ 失电子,正极上 $\mathrm { \mathbf { O } } _ { 2 }$ 得电子和 H+反应生成水,负极的电极反应式为 $\mathrm { C _ { 6 } H _ { 1 2 } O _ { 6 } + 6 H _ { 2 } O \cdot 2 4 e \mathrm { ~ \bar { \it { \Delta } } = 6 C O _ { 2 } \mathrm { ~ \bar { \it { \Delta } } } } }$ +24H+,正极的电极反应式为 $\mathrm { O } _ { 2 } { + } 4 \mathrm { e } ^ { - } { + } 4 \mathrm { H } { - } 2 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ;
B.葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能,形成原电池;
C.原电池中,阳离子向正极移动,所以质子通过交换膜从负极区移向正极区;
D.燃料电池反应式和燃料燃烧方程式相同。

【解答】解:A.根据图知,负极上 ${ \mathrm { C } } _ { 6 } { \mathrm { H } } _ { 1 2 } { \mathrm { O } } _ { 6 }$ 失电子,正极上 ${ \bf O } _ { 2 }$ 得电子和 H+反应生成水,负极的电极反应式为 $\mathrm { C _ { 6 } H _ { 1 2 } O _ { 6 } + 6 H _ { 2 } O \cdot 2 4 e \cdot = 6 C O _ { 2 } + 2 4 H }$ ,正极的电极反应式为 $\mathrm { O } _ { 2 } { + } 4 \mathrm { e } ^ { - } { + } 4 \mathrm { H } { - } 2 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ,因此 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 在负极产生,故A错误;

B.葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能,形成原电池,有电流产生,所以微生物促进了反应中电子的转移,故B正确;
C.通过原电池的电极反应可知,负极区产生了H+,根据原电池中阳离子向正极移动,可知质子(H+)通过交换膜从负极区移向正极区,故C正确;
D.该反应属于燃料电池,燃料电池的电池反应式和燃烧反应式相同,则电池反应式为 $\mathrm { C } _ { 6 } \mathrm { H } _ { 1 2 } \mathrm { O } _ { 6 } { + } 6 \mathrm { O } _ { 2 } { = } 6 \mathrm { C O } _ { 2 } { + } 6 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ,故D正确;
故选:A。

【点评】本题考查化学电源新型电池,为高频考点,正确判断电解质溶液酸碱性是解本题关键,所有原电池中都是负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应,难点是电极反应式的书写。

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