题目内容
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
(2)负极反应式为
(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:
Ⅰ.2Li+H2
| ||
Ⅱ.LiH+H2O═LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是
②已知LiH固体密度为 0.82g/cm3.用锂吸收 224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为
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
分析:(1)燃料电池的工作原理属于原电池原理,是化学能转化为电能的装置,原电池中,电流从正极流向负极,电子流向和电流流向相反;
(2)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通氧气的电极是正极;
(3)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.
(2)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通氧气的电极是正极;
(3)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)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,在原电池中,电流从正极流向负极,而通入燃料氢气的电极是负极,通氧气的电极是正极,所以电子由a到b,故答案为:化学能转化为电能;由a到b;
(2)燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,发生失电子的氧化反应,即2H2+4OH--4e-═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:Li;H2O;
②由反应I,当吸收10molH2时,则生成20molLiH,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.
(2)燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,发生失电子的氧化反应,即2H2+4OH--4e-═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:Li;H2O;
②由反应I,当吸收10molH2时,则生成20molLiH,V=
| m |
| ρ |
| 20×7.9g |
| 0.82×103L |
| V(LiH) |
| V(H2) |
| 197.5×10-3L |
| 224L |
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.
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.
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