题目内容

15．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图所示为电池示意图，该电池电极表面均匀地镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．
（1）氢氧燃料电池能量转化的主要形式是由化学能转变为电能．
（2）负极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O．
（3）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，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2LiH
Ⅱ．LiH+H2O═LiOH+H2↑
①反应Ⅱ中的氧化剂是H2O．
②LiH与H2O反应放出的H2用作电池燃料，若Li吸收10mol H2且能量的转化率为80%，则该电池导线中通过电子的物质的量为32mol．

分析 （1）氢氧燃料电池为化学能转化为电能的装置，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电子由外电路流向正极；
（2）碱性溶液中负极反应为2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池总反应为2H2+O2=2H2O；
（3）①从化合价的变化的角度分析；
②根据实际参加吸收的氢气以及电极反应式计算．

解答 解：解：（1）原电池的实质为化学能转化成电能．总反应为2H2+O2=2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，故答案为：由化学能转变为电能；
（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H+，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-，负极反应为2H2-4e-+4OH-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O，
故答案为：2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O；
（3）①Li从零价升至+1价，作还原剂，H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂，故答案为：H2O；
②Li吸收10mol H2生成20mol LiH，而20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子，故答案为：32．

点评 本题考查化学电源的工作原理及有关计算，题目难度较大，注意原电池电极反应式的书写以及从电子守恒的角度计算．

练习册系列答案
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A．0.1mol•L-1•min-1B．0.6mol•L-1•min-1
C．0.3mol•L-1•min-1D．0.2mol•L-1•min-1
6．下列物质属于同素异形体的是（　　）
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B．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型不同
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