Question

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图，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+H₂2LiH
Ⅱ.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

（1）由化学能转变为电能（1分）  由a到b（1分）
（2）2H₂+4OH^—-4e^-=4H₂O或H₂+2OH^—-2e^-=2H₂O（2分）
（3）增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率；或增大电极上H₂、O₂气体的浓度，加快反应速率。（2分）
（4）①Li（1分）  H₂O （1分）   ②16（2分）

解析试题解析：（1）氢氧燃料电池是利用了原电池的工作原理，所以是把化学能转化为电能的装置。在装置中，电子的流向是从负极流向正极，图中a为负极，b为正极，所以电子从a流向b。
（2）负极是氢气发生氧化反应，结合电解质溶液，电极反应式为2H₂+4OH^—-4e^-=4H₂O或H₂+2OH^—-2e^-=2H₂O。
（3）由题目中所述，铂吸附气体的能力强，性质稳定，所以电极表面镀铂粉的目的是增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率；或者是增大电极上H₂、O₂气体的浓度，加快反应速率。
（4）①还原剂是指元素化合价升高的物质，在Ⅰ中Li的化合价升高，所以Li是还原剂；氧化剂是指元素化合价降低的物质，在Ⅱ中H₂O中氢元素的化合价降低，所以H₂O作氧化剂。
②放出的H₂的物质的量为10mol，由于能量转化率为80%，实际参加反应的H₂的物质的量为10mol×80%=8mol, H₂的物质的量为8mol, H₂-2e^-=2H⁺则导线上通过的电子的物质的量为8mol×2=16mol。
考点：考查氢氧燃料电池的工作原理、电子流向、相应计算