Question

20．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉（金属铂吸附气体的能力强，性质稳定）．请回答：
①负极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．
②电极表面镀铂粉的原因为增大电极单位面积吸附H₂和O₂的分子数，增大反应速率．
③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：
吸氢：2Li+H₂═2LiH                
放氢：LiH+H₂O═LiOH+H₂↑
a．放氢过程中的氧化剂是H₂O；
b．将28g金属锂经上述原理放出的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6.4mol．

Answer 1

分析 ①碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；
②反应物接触面积越大，反应速率越快；
③根据化合价的变化判断氧化剂，根据氢气和转移电子之间的关系式计算．

解答 解：①碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
②反应物接触面积越大，反应速率越快，电极表面镀铂粉能增大反应物的接触面积，所以能增大反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H₂和O₂的分子数，增大反应速率；
③a．LiH+H₂O═LiOH+H₂↑中水得电子作氧化剂，故答案为：H₂O；
b．氢28g金属锂的物质的量为：$\frac{28g}{7g/mol}$=4mol，则生成4molLiH，4molLiH可生成4mol H₂，实际参加反应的H₂为4mol×80%=3.2mol，1molH₂转化成1molH₂O，转移2mol电子，所以3.2molH₂可转移6.4mol的电子，故答案为：6.4mol．

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．