Question

【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為該電池的工作原理示意圖，該電池的電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：

（1）氫氧燃料電池放電時(shí)能量轉(zhuǎn)化形式主要是________，

在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?/span>________(用a.b表示)。

（2）負(fù)極反應(yīng)式為__________________。

（3）電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)?/span>__________________。

（4）該電池工作時(shí)，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(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑

①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是____________。

②知LiH固體的密度為0.82 g/cm3。用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。

③將由②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(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為________mol。

Answer 1

【答案】 由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span> 由a到b(表達(dá)形式合理均可) 2H2＋4OH－－4e－===4H2O或H2＋2OH－－2e－===2H2O 增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率 Li H2O 8.71×10－4∶1 32

【解析】（1）該裝置是把化學(xué)物質(zhì)中的能力轉(zhuǎn)化為電能，所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽辉谠�電池中，�?fù)極上失電子，正極上得電子，電子的流向是從負(fù)極流向正極，所以是由a到b；

（2）該反應(yīng)中負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子而被氧化，所以電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-═2H2O或2H2+4OH--4e-═4H2O；

（3）電極表面鍍鉑粉，增大了電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，使反應(yīng)物的濃度增大，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快；

（4）①Ⅰ．Li＋H22LiH中鋰失電子作還原劑，Ⅱ．LiH+H2O═LiOH+H2↑中水得電子作氧化劑； ②氫氣的物質(zhì)的量==10mol，當(dāng)吸收10molH2時(shí)，則生成20molLiH，生成LiH的體積為=0.195L，故生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為=8.71×10－4∶1；③氫氣的物質(zhì)的量=10mol，當(dāng)吸收10molH2時(shí)，則生成20molLiH，20molLiH可生成20mol H2，實(shí)際參加反應(yīng)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。