Question

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）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由LiH与H₂O作用，放出的224L（标准状况）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

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）根据原电池的定义分析；根据得失电子判断；
（2）根据得失电子写出电极反应式；
（3）根据外界条件对化学反应速率的影响因素分析；
（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．

解答： 解：（1）该装置把化学能转变为电能，所以是原电池；发生反应时，氢气失电子，氧气的电子，所以电子的流动方向是由由a到b．
故答案为：由化学能转变为电能；由a到b；
（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子生成水，所以电极反应式为 H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
故答案为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）该电池电极表面镀一层细小的铂粉，增大了电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，相当于增大反应物的浓度，所以加快电极反应速率；
故答案为：增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率；
（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，而实际参加反应的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．