氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．下图为电池示意图.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)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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．下图为电池示意图，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）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+H₂

△

2LiHⅡ．LiH+H₂O═LiOH+H₂↑
①反应Ⅰ中的还原剂是

，反应Ⅱ中的氧化剂是

．
②用锂吸收224L（标准状况）H₂，再由生成的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

．
③若改用熔融碳酸盐为电解质，CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极．已知负极的电极反应是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O．则正极的电极反应是

．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是

．

考点：常见化学电源的种类及其工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）氢氧燃料电池属于原电池；电子从负极沿导线流向正极；
（2）负极上燃料失电子发生氧化反应；
（3）反应物的接触面积越大，反应速率越快；
（4）①根据化合价的变化判断；
②根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算；
③燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程；电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳．

解答： 解：（1）氢氧燃料电池属于原电池，所以是将化学能转化为电能的装置，该电池中，通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，所以电子从a电极流向b电极，故答案为：化学能转变为电能；由a到b；
（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
（3）反应物的接触面积越大，反应速率越快，电极表面镀铂粉，增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快反应速率；
（4）①2Li+H₂

△

2LiH，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由LiH与H₂O作用，放出的224L（标准状况）H₂用作电池燃料，则H₂物质的量为10mol，生成的LiH是20mol，和水反应生成氢气是20mol，而实际参加反应的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；
③燃料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2- （或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-），电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳，故答案为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2- （或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-）；CO₂．

点评：本题考查了原电池工作原理，写电极反应式要注意结合电解质溶液书写，如果电解质溶液不同，虽然原料相同，电极反应式也不同，如氢氧燃料电池，当电解质为酸或碱，电极反应式就不同．