Question

【題目】燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為氫氧燃料電池示意圖，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 ，正極反應式為 ；

（3）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＋H22LiH Ⅱ．LiH＋H2OLiOH＋H2↑

反應Ⅰ中的還原劑是 ，反應Ⅱ中的氧化劑是 ；

（4）如果該電池是甲烷-氧氣燃料電池，負極反應式為 ；

（5）如果該電池是肼(N2H4)-氧氣燃料電池，負極反應式為 。

Answer 1

【答案】（1）由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?由a到b

（2）2H2－4e－＋4OH－＝4H2O，O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

（3）Li H2O

（4）CH4－8e－＋10OH－＝CO32－＋7H2O

（5）N2H4－4e－＋4OH－＝N2↑＋4H2O

【解析】

試題分析：

（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；

（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2H2－4e－＋4OH－＝4H2O；正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應為O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；

（3）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；

（4）甲烷-氧氣燃料電池，通入甲烷的電極為負極，負極反應式CH4－8e－＋10OH－＝CO32－＋7H2O；

（5）肼(N2H4)-氧氣燃料電池，通入肼(N2H4)的電極為負極，負極反應式N2H4－4e－＋4OH－＝N2↑＋4H2O