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的主要形式是_________________，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是____________________________。

(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.         Ⅱ.LiH＋H₂O===LiOH＋H₂↑

①反应Ⅰ中的还原剂是___________，反应Ⅱ中的氧化剂是____________。

②LiH中Li⁺与H^-的半径大小关系为        

③用锂吸收224 L(标准状况)H₂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________mol。

 

Answer 1

（共9分）(1)有化学能转变为电能（1分）   由 a  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 和O₂ 的分子数，加快电极反应速率（1分）

（4）① Li （1分）  H₂O（1分）   ② Li⁺＜H^-     ③ 32（2分）

解析:本题考查电化学知识。

（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。

（2）负极为失去电子的一极，即H₂失电子生成H^＋，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH^－。

（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。

（4）I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H₂O的H从+1降至H₂中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH₂时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10^-3L=192.68×10^-3L。V(LiH)/v(H₂)= 192.68×10^-3L/224L=8.71×10^-4。20mol LiH可生成20mol H₂，实际参加反应的H₂为20×80%=1.6mol，1molH₂转化成1molH₂O，转移2mol电子，所以1.6molH₂可转移3.2mol的电子