Question

【题目】氢氧燃料电池一种新型环保的发电装置，用氢氧化钾做电解质溶液。

(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是________________，

(2)正极反应式为____________________。总反应式为____________________。

(3)氢氧燃料电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ.2Li＋H22LiH　Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑

①反应Ⅰ中的氧化剂是________，反应Ⅱ中的还原剂是________。

②已知LiH固体密度为0.8 g/cm3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________。

③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为90%，则导线中通过电子的物质的量为________mol。

Answer 1

【答案】 化学能转化为电能 O2 ＋ 2 H2O ＋4e- = 4 OH- 2H2+O2=2H2O H2 LiH 1:1120 36

【解析】氢氧燃料电池工作时，氢气失电子是还原剂，发生氧化反应；氧气得电子是氧化剂，发生还原反应．电解质溶液是KOH溶液（碱性电解质）(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是化学能转化为电能；(2)正极是O2 得到电子，即：O2 +4e - ═2O2－ ，O2－ 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH - 即：2O2－ +2H2O═4OH - ，因此，正极的电极反应式为：O2 +H2O+4e－ ═4OH－；总反应式为:2H2+O2=2H2O；(3)①H2得电子，反应Ⅰ中的氧化剂是H2，反应Ⅱ中LiH失电子，的还原剂是LiH。②224LH2与锂反应生成的LiH有160g,LiH与H2的体积比为(160/0.8):224000=1:1120；

③224LH2是10mol，得到20molLiH，应该是16mol电子

LiH+H2O=LiOH+H2，20molLiH生成20molH2，能量转化率为90％,所以实际参与反应的H2有20*90%=18mol，1molH2在电池的电极反应中失去2mol电子，所以所有的H2在反应中一共转移了36mol电子，即导线中通过电子的物质的量为36mol