氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置.下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質(zhì)穩(wěn)定,請回答:

(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是 ,在導線中電子流動方向為  (用a、b 表示).

(2)負極反應式為  

(3)電極表面鍍鉑粉的原因為增   

(4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能.因此,大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一.金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:Ⅰ.2Li+H22LiHⅡ.LiH+H2O═LiOH+H2

①反應Ⅰ中的還原劑是Li,反應Ⅱ中的氧化劑是H2O

②用鋰吸收224L(標準狀況)H2,再由生成的LiH與H2O作用放出的H2用作電池燃料,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導線中通過電子的物質(zhì)的量為 

③若改用熔融碳酸鹽為電解質(zhì),CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料做電極.已知負極的電極反應是CH4+4CO32﹣8e=5CO2+2H2O.則正極的電極反應是   .為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行,電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定,此電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán),則A物質(zhì)的化學式是  


考點:  常見化學電源的種類及其工作原理.

專題:  電化學專題.

分析:  (1)氫氧燃料電池屬于原電池;電子從負極沿導線流向正極;

(2)負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應;

(3)反應物的接觸面積越大,反應速率越快;

(4)①根據(jù)化合價的變化判斷;

②根據(jù)實際參加反應的氫氣以及電極反應式計算;

③燃料電池中,正極發(fā)生的反應一定是氧氣得電子的過程;電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳.

解答:  解:(1)氫氧燃料電池屬于原電池,所以是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,該電池中,通入氫氣的電極為負極、通入氧氣的電極為正極,負極上失電子發(fā)生氧化反應、正極上得電子發(fā)生還原反應,所以電子從a電極流向b電極,故答案為:化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔;由a到b;

(2)負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水,電極反應為H2﹣2e+2OH=2H2O,故答案為:H2﹣2e+2OH=2H2O;

(3)反應物的接觸面積越大,反應速率越快,電極表面鍍鉑粉,增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù),加快反應速率,故答案為:增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù),加快反應速率;

(4)①2Li+H22LiH,該反應中鋰失電子發(fā)生氧化反應,所以鋰是還原劑;LiH+H2O=LiOH+H2↑,該反應中H2O得電子生成氫氣,發(fā)生還原反應,所以H2O是氧化劑;

故答案為:Li; H2O;

②由LiH與H2O作用,放出的224L(標準狀況)H2用作電池燃料,則H2物質(zhì)的量為10mol,生成的LiH是20mol,和水反應生成氫氣是20mol,而實際參加反應的H2為20mol×80%=16mol,1molH2轉(zhuǎn)化成1molH2O,轉(zhuǎn)移2mol電子,所以16molH2可轉(zhuǎn)移32mol的電子;

故答案為:32mol;

③燃料電池中,正極反應一定是氧氣的電子的過程,該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽,所以電極反應為:O2+2CO2+4e=2CO32 (或2O2+4CO2+8e=4CO32),電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳,故答案為:O2+2CO2+4e=2CO32 (或2O2+4CO2+8e=4CO32);CO2

點評:  本題考查了原電池工作原理,寫電極反應式要注意結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫,如果電解質(zhì)溶液不同,雖然原料相同,電極反應式也不同,如氫氧燃料電池,當電解質(zhì)為酸或堿,電極反應式就不同.


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科目:高中化學 來源: 題型:


現(xiàn)有下列物質(zhì):

①Na2CO3 ②銅 ③氯化氫 ④CO2 ⑤NaHSO4 ⑥Ba(OH)2 ⑦氫氧化鐵膠體 ⑧氨水 ⑨稀硝酸 ⑩KI

(1)按物質(zhì)的分類方法填寫表格的空白處(填物質(zhì)編號)

分類標準        電解質(zhì)          鹽            非電解質(zhì)      混合物

屬于該類

的物質(zhì)                                                        

(2)上述某兩種物質(zhì)在溶液中可發(fā)生離子反應:H++OH═H2O,寫出其中一個該離子反應對應的化學方程式  

(3)物質(zhì)⑩的稀溶液在空氣中被氧化,加入淀粉溶液顯藍色,則反應的離子方程式為: 

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下列無色溶液中,各組離子能大量共存的是()

    A.                                 Ca2+、K+、Cl、NO3   B. Ag+、Na+、NO3、Cl

    C.                                 Cu2+、K+、SO42、Cl   D. Ba2+、NH4+、SO42、Cl

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下列敘述中,可以說明金屬甲比乙活潑性強的是()

    A. 將甲乙作電極組成原電池時甲是負極

    B. 甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中,乙溶解,甲上有H2氣放出

    C. 在氧化還原反應中,甲比乙失去的電子多

    D. 同價態(tài)的陽離子,甲比乙的氧化性強

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關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是()

    A. 在放電時,正極發(fā)生的反應是Pb(s)+SO42(aq)﹣2e=PbSO4(s)

    B. 在放電時,該電池的負極材料是鉛板

    C. 在充電時,電池中硫酸的濃度不斷變小

    D. 在充電時,陽極發(fā)生的反應是PbSO4(s)+2e=Pb(s)+SO42(aq)

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下列實驗操作或?qū)嶒炇聦嵉臄⑹鲋校_的是( 。

   A. 用氨氣做噴泉實驗主要是利用氨氣的水溶液呈堿性這一性質(zhì)

   B. 向濃硫酸中緩慢加蒸餾水,以稀釋濃硫酸

   C. 常溫下,濃硝酸可貯存于鐵制或鋁制容器中

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硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應用廣泛.下列敘述中不正確的是( 。

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   D. 二氧化硅屬于酸性氧化物,不能與任何酸反應

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下列離子方程式中,正確的是( 。

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下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是()

    A.             Cu B.             Na C.             Al D.  Fe

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