题目内容

氢气是未来最理想的能源,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O
 激光 
.
TiO2
2H2↑+O2↑.制得的氢气可用于燃料电池.试完成下列问题:
(1)太阳光分解海水时,实现了从
 
能转化为
 
能,二氧化钛作
 
.生成的氢气,用于燃料电池时,实现
 
能转化为
 
能.分解海水的反应属于
 
反应(填“放热”或“吸热”).
(2)氢氧燃料电池(如图)已用于航天飞机.以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应为:a极:2H2+4OH--4e-═4H2O    b极:O2+2H2O+4e-═4OH-,则a极是电池的
 
极,电子从该极
 
(填“流入”或“流出”);电池总反应为
 
.氢氧燃料电池的能量转化率
 
(填“能”或“不能”)达100%.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)太阳光分解海水时,太阳能转化为化学能,二氧化钛做催化剂;燃料电池是将化学能转变为电能的装置;水的分解为吸热反应;
(2)氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,工作时,通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为电池的正极,发生还原反应,电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,氢氧燃料电池的能量转化率达不到100%.
解答: 解:(1)太阳光分解海水时,太阳能转化为化学能,水难以分解,在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气,并用激光提供能量,则说明二氧化钛起到催化剂的作用,燃料电池是将化学能转变为电能的装置,水分解时,水分子中的H-O断裂生成氧原子和氢原子,该反应吸热.
故答案为:太阳,化学,催化剂,化学,电,吸热;
(2)在氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,在碱性环境下,电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O,正极上是氧气发生得电子的还原反应,在碱性环境下,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,电子从负极流向正极;电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,供电时的总反应为2H2+O2═2H2O;燃料电池能量转化率高,但是达不到100%;
故答案为:负;流出;2H2+O2=2H2O;不能.
点评:本题考查了能量的转化形式、原电池的组成以及工作原理,题目难度不大,注意电极反应式以及总反应的书写是关键.
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