1. 为简便起见,原电池可用电池符号表示。习惯上把负极材料写在左边,正极材料写在右边,溶液中与电极反应相关的离子写中间,以║表示盐桥,以┃表示相界面,半电池中不同物质以“,”隔开,一般需要标明离子的浓度。例如下图铜锌原电池的符号为:(—) Zn┃Zn2+ (c1)║Cu2+ (c2)┃Cu (+);

而反应2Fe3+ + Sn2+=2Fe2+ + Sn4+组成的原电池的符号可为:(—) Pt┃Sn4+ (c1),Sn2+ (c2)║Fe3+ (c3),Fe2+ (c4)┃Pt (+);

(1) 请根据图中KMnO4(H+)和FeSO4组成的原电池示意图写出该电池的符号(无需写出离子浓度)
(2) 根据电池符号:(—) Cu┃Cu2+ (c1)║Fe3+(c2),Fe2+(c3)┃Pt (+) 写出该电池的总反应式
(3) 微生物燃料电池(如图所示)是利用大肠杆菌、丁酸梭菌等产电菌把有机物中化学能转化为电能的装置,在有机废水处理等诸多领域有良好的应用前景。下列关于该电池的说法错误的是_______。

A. 负极反应为C6H12O6 + 6H2O -24e-= 6CO2 + 24H+ B. 质子通过交换膜从左室移向右室 C. 微生物燃料电池反应条件较温和,产电菌等微生物促进了电子的转移 D. 用电器中每通过1mol电子,就会有0.5 mol 氧气参与反应
【考点】
电极反应和电池反应方程式; 原电池工作原理及应用;
【答案】

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2.

吸入氧气、排出二氧化碳,这看似再简单不过的新陈代谢,在遥远的太空中却并不容易,因为在航天服、航天器、空间站等密闭系统中,CO2浓度会高得多,而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡,因此必须通过一定方法将CO2清除。

I.非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术

(1)我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂,该技术设备操作简单,功能可靠,适用于短期出舱任务。吸附时发生反应的化学方程式为________。采用LiOH而不用NaOH的原因是________。

Ⅱ.再生式快速循环胺技术

(2)以固态胺作为吸附剂,吸附CO2与水蒸气。当固态胺吸附饱和后,将其暴露于真空中,破坏碳酸氢盐的化学键,释放出CO2 , 从而完成吸附剂的再生。该技术大大提升了舱外航天服的续航时间。固态胺的吸附是________变化(填“物理”或“化学”)。

Ⅲ.萨巴蒂尔(Sabatier)除碳生氧技术

(3)利用萨巴蒂尔(Sabatier)反应清除二氧化碳并再生氧气的大体流程如下图所示。

下列说法错误的是___________。

A. CO2的最终产物为CH4和O2
B. 电解水装置中,反应物的能量低于生成物的能量
C. 萨巴蒂尔反应器中反应的氧化剂与还原剂质量之比为11∶1
D. 物质转化中O、H原子的利用率均为100%

Ⅳ.富集CO2的原电池模拟装置如图:

(4)b极为________极,a电极上发生的电极反应为________。

(5)上述电极材料采用多孔碳载镍,“多孔”的优点是________。

(6)该装置若消耗2molH2 , 则理论上在b极除去CO2的质量为________。

V.能量存储与循环技术

(7)将电解水装置与燃料电池配合使用,可实现充放电的循环过程,应用于长寿命的航天器中,工作原理如图:

关于该循环系统下列说法正确的是___________

A. 该系统中存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化
B. 电解池中可选用CuSO4来增强水的导电性
C. 太阳能电池帆板的主要成分为SiO2
D. 利用太阳能代替化石能源符合“低碳经济”
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