Question

氫氣是未來最理想的能源，科學(xué)家最近研制出利用太陽能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦（TiO₂）表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù)2H₂O

激光  .

TiO2

2H₂↑+O₂↑．制得的氫氣可用于燃料電池．試完成下列問題：
（1）太陽光分解海水時，實(shí)現(xiàn)了從

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能，二氧化鈦?zhàn)?div id="pzj4daa" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．生成的氫氣，用于燃料電池時，實(shí)現(xiàn)

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能．分解海水的反應(yīng)屬于

 

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
（2）氫氧燃料電池（如圖）已用于航天飛機(jī)．以30% KOH溶液為電解質(zhì)溶液的這種電池在使用時的電極反應(yīng)為：a極：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O    b極：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，則a極是電池的

 

極，電子從該極

 

（填“流入”或“流出”）；電池總反應(yīng)為

 

．氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率

 

（填“能”或“不能”）達(dá)100%．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）太陽光分解海水時，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，二氧化鈦?zhàn)龃呋瘎�；燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；水的分解為吸熱反應(yīng)；
（2）氫氧燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，工作時，通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電池總反應(yīng)與氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式一致，氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%．

解答： 解：（1）太陽光分解海水時，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，水難以分解，在二氧化鈦（TiO2）表面作用使海水分解得到氫氣，并用激光提供能量，則說明二氧化鈦起到催化劑的作用，燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，水分解時，水分子中的H-O斷裂生成氧原子和氫原子，該反應(yīng)吸熱．
故答案為：太陽，化學(xué)，催化劑，化學(xué)，電，吸熱；
（2）在氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)為：H₂+2OH^--2e-=2H₂O，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電子從負(fù)極流向正極；電池總反應(yīng)與氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式一致，供電時的總反應(yīng)為2H₂+O₂═2H₂O；燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，但是達(dá)不到100%；
故答案為：負(fù)；流出；2H₂+O₂=2H₂O；不能．

點(diǎn)評：本題考查了能量的轉(zhuǎn)化形式、原電池的組成以及工作原理，題目難度不大，注意電極反應(yīng)式以及總反應(yīng)的書寫是關(guān)鍵．