Question

【题目】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。电池装置如图所示，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。

请回答下列问题：

（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________(用a、b表示)。

（2）负极反应式为__________________________________________________________。

（3）电极表面镀铂粉的原因是_____________________________________________。

（4）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＋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0.82 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体积之比为________。

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)由化学能转变为电能　由a到b(2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)

(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率(4)①Li　H2O　②8.7×10－4　③32

【解析】

试题分析：

（1）该题目中，氢氧燃料电池的工作原理属于原电池原理，是将化学能转化为电能的装置，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，所以通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电子从负极沿导线流向正极，则电子流向由a到b，故答案为：由a到b；

（2）碱性条件下，氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为：H2+2OH--2e-=2H2O，故答案为：H2+2OH--2e-=2H2O；

（3）反应物接触面积越大，其反应速率越快，在电极表面镀铂粉，增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数，加快反应速率，同时也增大了Pt的利用率以降低成本，故答案为：大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数，加快反应速率，同时也增大了Pt的利用率以降低成本；

（4）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：Li；H2O；②由反应Ⅰ，当吸收10mol H2时，则生成20mol LiH，V===197.5×10-3L，==8.82×10-4，故答案为：8.82×10-4；③20molLiH可生成20molH2，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：32mol。