高中 | 原电池工作原理 题目答案及解析

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选修四

第四章 电化学基础

第一节 原电池

原电池工作原理

某研究团队设计了一种可穿戴汗液传感器用于检测汗液中的葡萄糖浓度,该传感器同时集成了供电与检测两个模块。如图是供电模块工作原理$\rm ($其中$\rm GOD$为电极表面修饰的葡萄糖氧化酶$\rm )$。下列说法错误的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

使用高活性$\\rm GOD$,可提高酶促反应速率,增强电信号强度

","

利用纳米材料修饰电极表面可提供更多的活性位点,有利于提高传感器的灵敏度

","

供电模块负极反应:$\\rm C_{6}H_{12}O_{6}-2e^{-}+H_{2}O=C_{6}H_{12}O_{7}+2H^{+}$

","

供电模块中$\\rm 1\\times 10^{-6}$ $\\rm mmol$ $\\rm C_{6}H_{12}O_{6}$被氧化,正极消耗$\\rm 1.12\\times 10^{-5}$ $\\rm mL$ $\\rm O_{2}($标准状况$\\rm )$

"]
[["D"]]

由图和题干信息可知,葡萄糖在反应中失电子作负极,电极反应式为$\rm C_{6}H_{12}O_{6}-2e^{-}+H_{2}O=C_{6}H_{12}O_{7}+2H^{+}$,氧气作正极,电极反应式为$\rm O_{2}+2e^{-}+2H^{+}=H_{2}O_{2}$,据此作答。

$\rm A$.使用高活性$\rm GOD$能降低反应所需的活化能,使更多反应物分子转化为活化分子,可提高酶促反应速率,增强电信号强度,$\rm A$正确;

$\rm B$.纳米材料具有较大的表面积,用来修饰电极表面,可提供更多的活性位点,有利于提高传感器的灵敏度,$\rm B$正确;

$\rm C$.葡萄糖在反应中失电子作负极,电极反应式为$\rm C_{6}H_{12}O_{6}-2e^{-}+H_{2}O=C_{6}H_{12}O_{7}+2H^{+}$$\rm C$正确;

$\rm D$$\rm 1\times 10^{-6}$ $\rm mmol$ $\rm C_{6}H_{12}O_{6}$被氧化,转移电子$\rm 2\times 10^{-6}$ $\rm mmol$,依据电子守恒可得正极消耗氧气$\rm 2\times 10^{-6}$ $\rm mmol\times \dfrac{1}{2}\rm \times 22.4$ $\rm mL/mmol=2.24\times 10^{-5}$ $\rm mL$$\rm D$错误;

故选:$\rm D$

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