Question

氫氣是未來最理想的能源，科學家最近研制出利用太陽能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦（TiO₂）表面作用使海水分解得到氫氣的新技術2H₂O

激光  .

TiO2

2H₂↑+O₂↑．制得的氫氣可用于燃料電池．試完成下列問題：
（1）太陽光分解海水時，實現(xiàn)了從

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能，二氧化鈦作

 

．生成的氫氣，用于燃料電池時，實現(xiàn)

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能．分解海水的反應屬于

 

反應（填“放熱”或“吸熱”）．
（2）氫氧燃料電池（如圖）已用于航天飛機．以30% KOH溶液為電解質(zhì)溶液的這種電池在使用時的電極反應為：a極：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O    b極：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，則a極是電池的

 

極，電子從該極

 

（填“流入”或“流出”）；電池總反應為

 

．氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率

 

（填“能”或“不能”）達100%．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）太陽光分解海水時，太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，二氧化鈦做催化劑；燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；水的分解為吸熱反應；
（2）氫氧燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，工作時，通入氫氣的一極為電池的負極，發(fā)生氧化反應，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應，電池總反應與氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式一致，氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率達不到100%．

解答： 解：（1）太陽光分解海水時，太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，水難以分解，在二氧化鈦（TiO2）表面作用使海水分解得到氫氣，并用激光提供能量，則說明二氧化鈦起到催化劑的作用，燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，水分解時，水分子中的H-O斷裂生成氧原子和氫原子，該反應吸熱．
故答案為：太陽，化學，催化劑，化學，電，吸熱；
（2）在氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為電池的負極，發(fā)生氧化反應，在堿性環(huán)境下，電極反應為：H₂+2OH^--2e-=2H₂O，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應，在堿性環(huán)境下，電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電子從負極流向正極；電池總反應與氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式一致，供電時的總反應為2H₂+O₂═2H₂O；燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，但是達不到100%；
故答案為：負；流出；2H₂+O₂=2H₂O；不能．

點評：本題考查了能量的轉(zhuǎn)化形式、原電池的組成以及工作原理，題目難度不大，注意電極反應式以及總反應的書寫是關鍵．