Question

氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置．
如圖為電池示意圖，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)線中電子流動方向為

 

（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為

 

．
（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+H₂

△  .

2LiHⅡ．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由LiH與H₂O作用，放出的224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）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

考點：化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)原電池的定義分析；根據(jù)得失電子判斷；
（2）根據(jù)得失電子寫出電極反應(yīng)式；
（3）根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素分析；
（4）①根據(jù)化合價的變化判斷；
②根據(jù)實際參加反應(yīng)的氫氣以及電極反應(yīng)式計算．

解答： 解：（1）該裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，所以是原電池；發(fā)生反應(yīng)時，氫氣失電子，氧氣的電子，所以電子的流動方向是由由a到b．
故答案為：由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽挥蒩到b；
（2）負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子生成水，所以電極反應(yīng)式為 H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
故答案為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，增大了電極單位面積吸附H₂、O₂分子數(shù)，相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度，所以加快電極反應(yīng)速率；
故答案為：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）①2Li+H₂

△   .

2LiH，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由LiH與H₂O作用，放出的224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H₂用作電池燃料，則H₂物質(zhì)的量為10mol，而實際參加反應(yīng)的H₂為10mol×80%=8mol，1molH₂轉(zhuǎn)化成1molH₂O，轉(zhuǎn)移2mol電子，所以8molH₂可轉(zhuǎn)移16mol的電子；
故答案為：16．

點評：本題考查了原電池工作原理，寫電極反應(yīng)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(yīng)式也不同，如氫氧燃料電池，當(dāng)電解質(zhì)為酸或堿，電極反應(yīng)式就不同．