Question

【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：

（1）負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________；正極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________。

（2）該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。

金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，其吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li＋H22LiH

Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑

①反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________________；

②已知LiH固體密度為0.80g·cm－3，用鋰吸收112 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為_(kāi)_________(可用分?jǐn)?shù)表示或用a×10－b表示，a保留兩位小數(shù))；

③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。

Answer 1

【答案】 （1） 2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋4e－＋2H2O ===4OH－

（2）①H2O ②或8.93×10－4 ③16

【解析】

試題分析：（1）該反應(yīng)中負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子而被氧化，所以電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-═2H2O，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-；

（2）①Ⅱ．LiH+H2O═LiOH+H2↑中水得電子作氧化劑；

②由反應(yīng)Ⅰ，當(dāng)吸收5 mol H2時(shí)，則生成10 mol LiH，V(LiH)＝＝＝100cm3＝0.1 L；＝≈8.93×10－4。

③根據(jù)反應(yīng)Ⅱ，10 mol LiH可生成10 mol H2，由于能量轉(zhuǎn)化率為80%，所以產(chǎn)生電能的H2的物質(zhì)的量為10 mol×80%＝8mol,1 mol H2轉(zhuǎn)化成1 mol H2O時(shí)，轉(zhuǎn)移2 mol e－，所以8mol H2可轉(zhuǎn)移16 mol e－。