微生物燃料电池练习题
微生物电池化学题
微生物电池化学题
【实用版】
目录
1.微生物电池的定义和原理
2.微生物电池的种类和应用
3.微生物电池的优缺点
4.我国微生物电池的研究和发展
正文
微生物电池，顾名思义，是一种利用微生物的代谢活性来产生电能的装置。
它的原理是利用微生物在代谢过程中释放的化学能量，通过一系列的反应，将这些能量转化为电能。
微生物电池的种类众多，包括燃料电池、微生物燃料电池、微生物电化学电池等。
微生物电池有着广泛的应用，可以用于污水处理、废弃物处理、生物传感器、生物医学等领域。
例如，微生物燃料电池可以用于污水处理，通过细菌分解有机物质，产生电能。
同时，微生物电池也是一种环保的能源，因为它利用的是微生物的代谢活性，不会产生额外的污染。
尽管微生物电池有着诸多优点，但也存在一些问题。
比如，微生物电池的效率较低，还不能满足大规模能源需求。
此外，微生物电池的使用寿命相对较短，也需要进一步提高。
我国在微生物电池的研究和发展方面，取得了显著的成果。
我国科研人员成功研发出了一种新型微生物电池，该电池具有高效、环保、低成本等优点，为微生物电池的大规模应用提供了可能。
此外，我国还在微生物电池的优化和改进方面，进行了大量的研究工作，旨在解决微生物电池存在的问题，提高其效率和使用寿命。
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海底微生物燃料电池技术考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.海底微生物燃料电池主要依靠哪种微生物进行能量转化？（）
A.检测重金属离子
B.检测有机污染物
C.检测放射性物质
D.检测细菌数量
11.关于海底微生物燃料电池的微生物种类，以下哪个说法是正确的？（）
A.只有甲烷细菌能产生电能
B.硝化细菌和反硝化细菌不能产生电能
C.不同种类的微生物可以相互替代
D.一种微生物可以在阳极和阴极同时发挥作用
12.以下哪种方法可以增加海底微生物燃料电池的寿命？（）
D.海水溶解氧浓度降低
15.关于海底微生物燃料电池的阳极材料，以下哪个说法是正确的？（）
A.阳极材料必须为导电性较差的物质
B.阳极材料需要具有生物相容性
C.阳极材料应该易于被微生物降解
D.阳极材料对微生物种类没有要求
16.海底微生物燃料电池在运行过程中，以下哪个现象是正常的？（）
A.阳极附近微生物数量减少
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.海底微生物燃料电池的优点包括以下哪些？（）
A.环境友好
B.能量转化效率高
C.建设成本较低
D.不受环境影响
2.以下哪些因素会影响海底微生物燃料电池的产电性能？（）
A.微生物的种类和活性
B.电极材料和结构
11. A, B, C
12. A, B, C, D
化学《燃料电池》练习题(原卷版)
燃料电池1．氢氧燃料电池，其电池总反应为2H2＋O2===2H2O。
下列说法不正确的是A．可利用太阳能分解水制氢气B．通入氧气一极为负极C．酸性介质中，阴极反应为：O2 + 4H+ +4e- ==2H2OD．可用酸、碱、熔融碳酸盐、固体电解质作为电解质2．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（）A．HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42- 的反应为:HS-+4H2O-8e-== SO42-+9H+B．电子从b流出，经外电路流向aC．如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化D．若该电池电路中有0.4mol 电子发生转移，则有0.45molH+通过质子交换膜3．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是（）A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol 电子B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池工作时，CO32—向电极A移动，电子由A极经电解质流向B极D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－===2CO32—4．向新型燃料电池的两极分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导O2-。
图中滤纸用含有酚酞的氯化钠溶液浸泡过，c、d、e、f均为惰性电极，工作后e极周围变红。
下列叙述正确的是（）A．c极为正极,A处通入甲烷气体B．d极的反应式为O2+2H2O+4e- = 4OH-C．固体电解质中O2-由d极向c极移动D．e极上发生氧化反应，pH增大5．2017年5月18日，我国海域天然气水合物试采成功，下列分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。
下列有关叙述正确的是( )A．该分析仪工作时，电极a为正极B．电极a的反应式为：CH4 + 10OH－－8e－=CO32－+7H2OC．当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移4molD．该分析仪可用于分析空气中的天然气的含量6．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。
专题11 电化学-2022年高考化学二轮复习重点专题常考点突破练
2022年高考化学二轮复习重点专题常考点突破练专题十一 电化学题型一 燃料电池1.（2021山东德州）研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，同时还可对污水、餐厅废弃物等进行科学处理．利用微生物燃料电池原理处理酸性废水的示意图如下，下列说法正确是（ ）A ．工作时，K +由b 极区移向a 极区B ．负极反应为：[][]3466Fe(CN)e Fe(CN)---+= C ．消耗30.1mol CH COOH ，a 极区质量减少9.6g D ．放电过程中，b 极附近溶液的pH 变大 答案：C2.(2021山东济南阶段性检测)某课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内,形成电池如图,该电池可将碳酸饮料(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。
下列说法正确的是( )A.b 极为负极B.每消耗0.01 mol 葡萄糖,外电路中转移0.02 mol 电子C.可以在实验室中用葡萄糖与浓硫酸加热的方式制备葡萄糖内酯D.葡萄糖与氢气加成后的产物分子中手性碳原子数比葡萄糖分子中的少 答案：B3.(2021山东泰安四模)锌-空气燃料电池是一种低能耗电池,在生产生活中应用广泛,其装置示意图如图所示。
下列说法错误的是( )A.充电时,a 与电源正极相连B.放电过程中,KOH 溶液浓度不变C.充电时,N 极的电极反应式为ZnO+2H ++2e -Zn+H 2OD.放电时,M 极每消耗16 g O 2,理论上N 极质量增加16 g 答案 C4.（2021河南省洛阳市）1.DBFC 燃料电池的结构如图所示，该电池的总反应为42222NaBH 4H O NaBO 6H O ++。
下列关于电池工作时的相关分析不正确的是( )A.电流从Y 极经过用电器流向X 极B.X 极上发生的电极反应为：422BH 8OH 8eBO 6H O ----+-+C.Y 极区溶液的pH 逐渐减小D.外电路转移1 mol 电子，消耗220.50mol H O 答案 C5.（2021贵阳五校联考）镁－空气电池的工作原理如图2所示，电池反应方程式为2Mg ＋O 2＋2H 2O ＝2Mg(OH)2。
高中化学二轮复习试题微生物燃料电池
2020届届届届届届届届届届届届届——届届届届届届届1.一种微生物[化学成分表示为C m(H2O)n]燃料电池的结构如图所示。
关于该电池的叙述正确的是A. 电池工作时,电子由a流向bB. 微生物所在电极区放电时发生还原反应C. 放电过程中,H+从正极区移向负极区D. 正极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O2.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是( )A. 该电池能够在高温下工作B. 电池的负极反应为C6H12O6+6H2O−24e−=6CO2↑+24H+C. 放电过程中,H+从正极区向负极区迁移D. 在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/6L3.微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是A. 若该电池电路中有0.4mol电子发生转移,则有0.45molH+通过质子交换膜B. 电子从b流出,经外电路流向aC. 如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化D. HS−在硫氧化菌作用下转化为SO42−的反应为：HS−+4H2O−8e−=SO42−+9H+4.微生物燃料电池具有广阔的应用前景。
以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池反应原理如图所示。
下列有关该电池的说法正确的是( )A. 该电池工作时电能转化为化学能B. 该电池中电极b是正极C. 外电路中电子由电极a通过导线流向电极bD. 该电池的总反应：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O5.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池的说法正确的是（）A. a电极发生还原反应B. 每反应1 mol乙酸,电路中转移4 mol电子C. H+由右室通过质子交换膜进入左室D. b电极反应式为2NO 3−+10e−+12H+=N2↑+6H2O6.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如下图所示,图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。
高考化学新型化学电源燃料电池微生物电池试题
目夺市安危阳光实验学校新型化学电源——燃料电池，微生物电池题型一燃料电池及其应用1．(2018·邢台二中高三月考)以氨作为燃料的燃料电池，具有能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。
NH3—O2燃料电池的结构如图所示，下列说法正确的是( )A．a极为电池的正极B．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2OC．当生成1molN2时，电路中通过的电子的物质的量为3molD．外电路的电流方向为从a极流向b极2．(2018·衡阳八中高三月考)CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。
一种CO尾气分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。
下列说法中错误的是( )A．负极的电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2B．工作时电极b作正极，O2－由电极a向电极b移动C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极bD．传感器通过的电流越大，尾气中CO的含量越高3．(2018·明德中学月考)某传感器工作原理如图所示。
利用该传感器可以测定空气中NO、CO、NH3、SO2等有害气体的含量。
下列说法正确的是( )A．若M为熔融KOH，X为NH3，Y为N2，则负极的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋B．若M是含O2－的固体电解质，X为NO，则正极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－C．传感器工作中，电子由Pt(Ⅰ)极经电流仪传到Pt(Ⅱ)极D．若X为CO，M为KOH溶液，则电池总反应为2CO＋O2===2CO24．NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图。
该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y。
下列说法正确的是( )A．若将该电池中的熔融NaNO3换成NaOH溶液，则不可能产生电流B．电子从石墨Ⅱ电极流向石墨Ⅰ电极C．石墨Ⅰ电极的电极反应式为NO2＋NO－3－e－===N2O5D．NO2只有还原性没有氧化性5．(2018·烟台一模)LED系列产品是一类新型节能产品，图甲是NaBH4/H2O2燃料电池，图乙是LED发光二极管的装置示意图。
燃料电池练习题(带答案)
肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为_______________________________________________________________。
4．(2015·高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()
正极：__________________________________________________________________；
总反应式：_______________________________________________________________。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)
正极：______________________________________________________________；
总反应式：____________________________________________________________。
(2)碱_____________________________________________________；
2O2＋8e－＋8H＋===4H2O
CH4＋2O2===CO2＋2H2O
(2)CH4－8e－＋10OH－===CO ＋7H2O
2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
CH4＋2O2＋2OH－===CO ＋3H2O
(3)CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O
2O2＋8e－===4O2－CH4＋2O2===CO2＋2H2O
c选项碳酸根离子应向负极移动即向电极a移动所以错选项电极b上氧气得电子与二氧化碳反应生成碳酸根离子所以正确
专题03 燃料电池-2019高考复习专题——电化学(解析版)
1．在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NO3−）以达到消除污染的目的。
其工作原理的示意图如下：下列说法不正确．．．的是A. Ir的表面发生反应：H2 + N2O == N2 + H2OB. 导电基体上的负极反应：H2－2e− == 2H+C. 若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物D. 若导电基体上的Pt颗粒增多，不利于降低溶液中的含氮量【答案】C2．微生物燃料电池( MPC)处理技术是通过微生物的作用去除污染物，该技术可广泛应用于去除土壤中有机污染物。
一种土壤微生物燃料电池的纵截面如图所示，下列说法不正确的是A. 电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极B. 有机污染物在电池负极上氧化为对环境无害的物质C. 活性炭能有效吸附空气，提高电池的工作效率D. 该电池的正极反应式为O2+4e -↓+2H2O==4OH-【答案】D【解析】根据图示，活性炭电极通入空气，所以活性炭电极是正极，电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极，故A正确；电池负极失电子发生氧化反应，故B正确；活性炭的表面积大，能有效吸附空气，提高电池的工作效率，故C正确；微生物燃料电池含有质子交换膜燃，该电池的正极反应式为O2+4e -↓+4H+==2H2O，故D错误。
3．某新型电池，以NaBH4（B的化合价为+3价）和H2O2作原料，负极材料采用Pt，正极材料采用MnO2（既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用），该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。
下列说法不正确．．．的是A. 每消耗3mol H2O2，转移6mol e﹣B. 电池工作时Na+从b极区移向a极区C. a极上的电极反应式为：BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2OD. b极材料是MnO2，该电池总反应方程式：NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O【答案】B4．新型液氨燃料电池示意图如图，下列有关说法不正确的是A. 该装置将化学能转化为电能B. 氨气在电极1上发生氧化反应C. 电子由电极2经负栽流向电极1D. 电极2的反应式为：O2+4e-+2H2O＝4OH-【答案】C【解析】A. 该装置是原电池，将化学能转化为电能，A正确；B. 氨气失去电子，在电极1上发生氧化反应，B正确；C. 电极1是负极，电极2是正极，电子由电极1经负栽流向电极2，C错误；D. 氧气在正极得到电子，则电极2的反应式为：02+4e-+2H20＝40H-，D正确，答案选C。
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微生物燃料电池与电解氯化铝制备单质铝
Ⅰ.美国俄勒冈州立大学的研究团队近日在英国《能源与环境科学》期刊发表了一篇文章，阐述了他们的发明：利用微生物燃料电池从废水里面提取出电能。
参与该研究的一位教授解释说：“废水中其实含有巨大的电能，但它们通常都被捆绑在有机分子上，非常难提取和利用。
我们发明了一种新型的微生物燃料电池，里面的微生物在产出净水的时候，是要吃进有机物的，但我们给系统接上了阴极和阳极，利用两电极之间的吸力先将附在有机分子上的电子吸出来，让它们形成一股电流，从而产生了电能。
”
1.请你用“化学语言”简要复述这位教授的解释。
2.请你分析这项发明的前景。
3.利用微生物发电也有其他形式，比如沼气发电，其原理是利用微生物先生成甲烷，再转化为电能。
在通常情况下，8gCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ的热量。
写出热化学方程式
现有一碱性（利用KOH溶液做电解质溶液）甲烷燃料电池，请你写出该电池的电极反应式：负极：
正极：
在电池工作时，负极周围溶液的pH（忽略溶液体积的变化）（选填“变大”“变小”或“基本不变”）
若用甲烷燃料电池作为电源电解饱和食盐水制备烧碱和氯气，从理论上计算，160kgCH4产生的电能最多可制取多少吨30%的烧碱溶液？同时获得多少立方米（标准状况）氯气？
Ⅱ.1.电解法用来制备比较活泼的金属。
其前提是该化合物必须是（）
A.碱性氧化物
B.金属氧化物
C.共价化合物
D.离子化合物
2.制备铝单质就是在加入冰晶石（助熔剂）的条件下，高温电解熔融Al2O3，电解槽的阳极材料一般选用，在实际生产过程中，需要定期补充该材料，这是因为。
3.过去认为不可能用电解AlCl3来制铝的，但近年来，这种说法被打破，比如电解NaCl-AlCl3熔盐体系制金属铝，并取得初步研究成果。
工艺如下：用氧化铝为原料，制得无水AlCl3，再制备AlCl3离子型液体（例如AlCl3－NaCl），以此AlCl3离子型液体进行电解。
实验证明，在阳极发生的电解反应是AlCl4-失去电子生成离子Al2Cl7-，试写出该电极反应式。
生成的Al2Cl7-离子移动到阴极，并在阴极得电子生成Al单质。
试写出该电极反应式
Ⅰ.1.废水中的有机物储存着大量的能量。
某些微生物能够吸收分解这些有机物，利用这些微生物可以净化废水，给该净水系统连接正极和负极两个电极，构成原电池，就可以使微生物分解有机物过程中产生的能量转变为电能（有机物在负极上失去电子，通过导线移动到正极，在电路中产生电流）。
2.（1）净化废水的一种创新方法。
（2）微生物在净水过程中，直接产生的便是电能，不需要进行转化，可以预计生产设施较其他方法简单一些，生产成本降低。
（3）这种系统的原料随处可见，厕所排放物、稻草、酿酒废渣等都可以。
（4）节约用水的新途径。
（5）减排减污的新方法。
（6）提供电力，间接减轻其它发电形式带来的资源、环境等问题。
3.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ/mol
负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
Ⅱ.1.D
2.石墨。
阳极生成氧气，在高温下与石墨反应生成一氧化碳和二氧化碳，使石墨不断消耗，所以在生产过程中需要补充阳极材料。
3.电极反应：4AlCl4--2e- =2Al2Cl7-+Cl2（2分）
电极反应：4Al2Cl7- +3e- = 7AlCl4-+Al （2分）
微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。
其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。