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。如图为电池示意图，该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)负极反应式为__________________________；正极反应式为___________________________；

(2)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能。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，其吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ．2Li+H22LiH

Ⅱ．LiH+H2O=LiOH+H2↑

①反应Ⅱ中的氧化剂是___________________；

②已知LiH固体密度为0.80g·cm-3，用锂吸收112L(标准状况下)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_______________(可用分数表示或用a×10-b表示，a保留两位小数);

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60%，则导线中通过电子的物质的量为_______________mol。

Answer 1

【答案】 H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- H2O 8.93×10-4 12

【解析】（1）负极上燃料失电子发生氧化反应，正极氧气得电子发生还原反应；

（2）根据化合价的变化判断氧化剂和还原剂，根据反应式、氢气和转移电子之间的关系式计算。

（1）该反应中负极上氢气失电子生成氢离子而被氧化，所以电极反应式为H2-2e-=2H+，正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；

（2）①反应LiH+H2O=LiOH+H2↑中水的氢元素化合价降低，得电子，水作氧化剂；

②氢气的物质的量是112L÷22.4L/mol＝5mol，根据方程式2Li+H22LiH可知生成LiH是10mol，质量是80g，已知LiH固体密度为0.80g·cm-3，则LiH的体积是100mL，因此生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为；

③根据LiH+H2O=LiOH+H2↑可知生成氢气物质的量是10mol，实际参加反应的H2为10mol×60%=6mol，1molH2转化成1molH2O转移2mol电子，所以6molH2可转移12mol的电子。