En la figura se muestra la estructura de una pila de combustible microbiana que utiliza glucosa como combustible. Responda las siguientes preguntas: (1) La principal forma de conversión de energía en esta celda de combustible es ___
(1) La batería primaria es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica. Durante el funcionamiento, los electrones fluyen desde el electrodo negativo al electrodo positivo a través del circuito externo. el electrodo donde se alimenta la glucosa es el electrodo negativo de la batería primaria, donde se produce la reacción de oxidación,
Entonces la respuesta es: de energía química a energía eléctrica; de b a a;
(2) La glucosa pierde electrones en el electrodo negativo y se oxida. La fórmula de reacción del electrodo es C6H12O6 +6H2O-24e-=6CO2+24H+,
El oxígeno gana electrones en el electrodo positivo y se reduce. La reacción positiva es 602+24H++24e-=12H2O,
Entonces la respuesta es: C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2 ↑+24H+;
(3) La glucosa es un azúcar reductor, y la molécula contiene grupos carboxilo y aldehído. Dado que es una pila de combustible microbiana, es imposible trabajar a altas temperaturas, de lo contrario, la alta temperatura puede coagular y desnaturalizar las proteínas microbianas. la respuesta es: grupos hidroxilo y aldehído; no, las altas temperaturas pueden coagular y desnaturalizar las proteínas microbianas;
(4) Cuando la batería primaria está funcionando, en el electrolito, los cationes se mueven hacia el electrodo positivo y los aniones se mueven hacia el electrodo negativo, formando un circuito cerrado. Durante el proceso de descarga, el H+ migra del área del electrodo negativo al área del electrodo positivo y se combina con el OH- para formar H2O.
Entonces la respuesta es: negativo positivo; ;
(5) La reacción del electrodo positivo es 602+24H++24e-=12H2O,
consumiendo 1 mol de oxígeno se transferirán 4 moles-,
a partir de C6H12O6+6H2O -24e-=6CO2+24H+ se calcula:
Si se transfieren 4 moles-, se genera 1 molCO2, que son 22,4L,
Entonces la respuesta es : 22.4.