Question

氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，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)線中電子流動方向為_______（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為_____________________。

（4）該電池工作時，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，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，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0.82 g/cm³，用鋰吸收224 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H₂，生成的LiH體積與被吸收的H₂體積比為______________________________。

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)線中通過電子的物質(zhì)的量為__________mol。

Answer 1

（1）由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?由a到b

（2）2H₂+4OH^--4e^-====4H₂O或H₂+2OH^--2e^-====2H₂O

（3）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

（4）①Li H₂O ②或8.71×10^-4 ③32

解析：（1）氫氧燃料電池中，負(fù)極通H₂，正極通O₂，所以導(dǎo)線中電子由a到b。（2）負(fù)極H₂被氧化，寫反應(yīng)式時要注意電解質(zhì)溶液的組成。（3）本題考查讀題能力，鉑粉作用在題設(shè)中有說明，在學(xué)習(xí)中要注意自學(xué)能力的培養(yǎng)。

（4）②2Li+H₂2LiH

          22.4 L               16 g

吸收224 L H₂時，生成的LiH的質(zhì)量為160 g，LiH體積與被吸收的H₂體積比為：

③LiH+H₂O====LiOH+H₂↑

       8 g                 1 mol

    160 g LiH與H₂O作用生成20 mol H₂,H₂完全被氧化失40 mol電子，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為40 mol×80%=32 mol。