Question

【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型電池。電池裝置如圖所示，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是________，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是_____________________________________________。

（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)不斷地提供電能。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．2Li＋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已知LiH固體密度為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體積之比為________。

③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(guò)電子的物質(zhì)的量為________ mol。

Answer 1

【答案】 (1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋∮?/span>a到b(2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)

(3)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(4)①Li　H2O�、�8.7×10－4�、�32

【解析】

試題分析：

（1）該題目中，氫氧燃料電池的工作原理屬于原電池原理，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，所以通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，則電子流向由a到b，故答案為：由a到b；

（2）堿性條件下，氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：H2+2OH--2e-=2H2O，故答案為：H2+2OH--2e-=2H2O；

（3）反應(yīng)物接觸面積越大，其反應(yīng)速率越快，在電極表面鍍鉑粉，增大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù)，加快反應(yīng)速率，同時(shí)也增大了Pt的利用率以降低成本，故答案為：大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù)，加快反應(yīng)速率，同時(shí)也增大了Pt的利用率以降低成本；

（4）①Li從零價(jià)升至+1價(jià)，作還原劑，H2O的H從+1降至H2中的零價(jià)，作氧化劑，故答案為：Li；H2O；②由反應(yīng)Ⅰ，當(dāng)吸收10mol H2時(shí)，則生成20mol LiH，V===197.5×10-3L，==8.82×10-4，故答案為：8.82×10-4；③20molLiH可生成20molH2，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，故答案為：32mol。