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)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是______，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?/span>___________(用a、b 表示)。

(2)負(fù)極反應(yīng)式為_____________。

(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)?/span>______________________________。

(4)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，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li+H22LIH

Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑

①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是_________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是_________。

②已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。

Answer 1

【答案】由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span> 由a到b 2H2+4OH－—4e-=4H2O(或H2+2OH－—2e-=2H2O) 增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率 Li H2O 或8.71×10-4

【解析】

根據(jù)燃料電池原理分析電池的正負(fù)極及電極反應(yīng)式；根據(jù)反應(yīng)中元素化合價(jià)變化判斷氧化劑和還原劑；根據(jù)反應(yīng)方程式及氣體摩爾體積進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

（1）原電池主要是將化學(xué)鍵轉(zhuǎn)化為電能，燃料電池是原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；氫氣失去電子，為負(fù)極，氧氣獲得電子，為正極，電子由負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線移向正極，即由a到b，故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；由a到b；

（2）負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O，故答案為：H2+2OH--2e-=2H2O；

（3）反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越大，鍍鉑粉增大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率，故答案為：增大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率；

（4）①I.2Li+H22LIH中鋰失電子作還原劑，Ⅱ．LiH+H2O═LiOH+H2↑中水得電子作氧化劑，故答案為：Li；H2O；

②氫氣的物質(zhì)的量==10mol，當(dāng)吸收10molH2時(shí)，則生成20molLiH，20molLiH的體積為，則生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為，故答案為：或8.71×10-4。