Question

13．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2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；正极反应式为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．
（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+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2LiH
Ⅱ．LiH+H₂O═LiOH+H₂↑
①反应Ⅱ中的氧化剂是H₂O；
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8.93×10^-4（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80%，则导线中通过电子的物质的量为16mol．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）①从化合价的变化的角度分析；
②根据反应的电极方程式计算；
③根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算．

解答 解：（1）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，碱性溶液中负极反应为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，正极反应为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
故答案为：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）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；
②由反应I，吸收112L（标准状况下）H₂，即5molH₂时，则生成10molLiH，V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{10mol×8g/mol}{0.8×1{0}^{3}g/L}$=0.1L，
$\frac{V（LiH）}{V（{H}_{2}）}$=$\frac{0.1L}{112L}$=8.93×10^-4，
故答案为：8.93×10^-4；
③10mol LiH可生成10mol H₂，实际参加反应的H₂为10mol×80%=8mol，1molH₂转化成1molH₂O，转移2mol电子，所以8molH₂可转移16mol的电子，
故答案为：16．

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．