Question

【题目】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。 碱性氢氧燃料电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 。

（2）负极反应式为 。

（3）电极表面镀铂粉的原因为 。

（4）该电池工作时，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中的还原剂是 ，反应Ⅱ中的氧化剂是 。

②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(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80％， 则导线中通过电子的物质的量为 mol。

Answer 1

【答案】

（1）由化学能转化为电能 由负极到正极

（2）2H2＋4OH－－4e－=4H2O或H2＋2OH－－2e－=2H2O

（3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率

（4）①Li；H2O；② 或8.71×10-4；③32

【解析】

试题分析：（1）氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，所以该燃料电池中能量主要转化形式是化学能转化为电能；燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，电子从负极沿导线流向正极，所以通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电子流动方向为a到b，故答案为：化学能→电能；a→b；

（2）碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；

（3）反应物接触面积越大，反应速率越快，电极表面镀铂粉能增大反应物的接触面积，所以能增大反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H2和O2的分子数，增大反应速率；

（4）①2Li+H22LiH，该反应中锂失电子发生氧化反应，所以锂是还原剂；LiH+H2O=LiOH+H2↑，该反应中H2O得电子生成氢气，发生还原反应，所以H2O是氧化剂；故答案为：Li； H2O；

②根据2Li+H22LiH得生成LiH的质量=×2×8g=160g，LiH的体积==200cm3，氢气体积=224L=224000cm3，所以生成的LiH体积与被吸收的H2体积比=200cm3：224000cm3=，故答案为：；

③由2Li+H22LiH、LiH+H2O=LiOH+H2↑得若能量转化率为80%，则转化的氢气物质的量==8mol，最终生成氢气的物质的量是16mol氢气，则转移电子的物质的量=16mol×2=32mol，故答案为：32。