Question

14．糖類物質為很多生物生命活動提供能量．
（1）已知 45g葡萄糖在人體內完全氧化為二氧化碳和水，放出701KJ的熱量，該反應的熱化學方程式C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2804kJ/mol．
（2）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構如圖所示，其負極反應為：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺．電池工作過程中溶液中氫離子移動方向從負極區移向正極區（填“正”或“負”）
（3）常溫下，用上述電池惰性電極電解100L某濃的硫酸銅溶液，當溶液PH=1時停止電解，則理論上需要葡萄糖的質量為75g（假設溶液體積不變）

Answer 1

分析 （1）45g葡萄糖的物質的量為0.25mol，其完全氧化放熱701KJ，則1 mol葡萄糖在體內完全氧化將放出熱量2840kJ；
（2）燃料電池的構造為：燃料通入負極，氧氣或空氣通入正極；工作的過程中，陽離子移向正極，陰離子移向負極；
（3）電解100L某濃的硫酸銅溶液，當溶液PH=1時生成硫酸物質的量為$\frac{0.1mol/L}{2}×100L$=5mol，據電解硫酸銅的化學方程式可知，每生成1mol硫酸轉移2mo電子，根據電子守恒計算需要葡萄糖的質量．

解答 解：（1）45g葡萄糖的物質的量為0.25mol，其完全氧化放熱701KJ，則1 mol葡萄糖在體內完全氧化將放出熱量2840kJ，反應的熱化學方程式為C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-2804kJ/mol，故答案為：C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）=6CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2804kJ/mol；
（2）葡萄糖在負極失電子而被氧化，電極反應式為C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺，原電池中陽離子從負極移向正極，
故答案為：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺；負；正；
（3）電解100L某濃的硫酸銅溶液，當溶液PH=1時生成硫酸物質的量為$\frac{0.1mol/L}{2}×100L$=5mol，據電解硫酸銅的化學方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，可知，每生成1mol硫酸轉移2mo電子，所以轉移電子物質的量為10mol，據電極反應式C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺可知，每轉移24mol電子，需要葡萄糖的質量為180g，轉移10mol電子，需要葡萄糖的質量為$\frac{180g×10}{24}$=75g，故答案為：75g．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫、原電池原理以及電極反應式的書寫、電子守恒的應用，題目難度不大．