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。 堿性氫氧燃料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：

（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> 。

（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．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0.82g/cm3。用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為 。

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)線中通過電子的物質(zhì)的量為 mol。

Answer 1

【答案】

（1）由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 由負(fù)極到正極

（2）2H2＋4OH－－4e－=4H2O或H2＋2OH－－2e－=2H2O

（3）增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率

（4）①Li；H2O；② 或8.71×10-4；③32

【解析】

試題分析：（1）氫氧燃料電池屬于原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，所以該燃料電池中能量主要轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；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，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，所以通入氫氣的電極是負(fù)極、通入氧氣的電極是正極，電子流動(dòng)方向?yàn)閍到b，故答案為：化學(xué)能→電能；a→b；

（2）堿性氫氧燃料電池中，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O，故答案為：H2-2e-+2OH-=2H2O；

（3）反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，電極表面鍍鉑粉能增大反應(yīng)物的接觸面積，所以能增大反應(yīng)速率，故答案為：增大電極單位面積吸附H2和O2的分子數(shù)，增大反應(yīng)速率；

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

②根據(jù)2Li+H22LiH得生成LiH的質(zhì)量=×2×8g=160g，LiH的體積==200cm3，氫氣體積=224L=224000cm3，所以生成的LiH體積與被吸收的H2體積比=200cm3：224000cm3=，故答案為：；

③由2Li+H22LiH、LiH+H2O=LiOH+H2↑得若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則轉(zhuǎn)化的氫氣物質(zhì)的量==8mol，最終生成氫氣的物質(zhì)的量是16mol氫氣，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=16mol×2=32mol，故答案為：32。