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，该电池电极表面镀了一层细小的铂粉，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为___________________。

（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.2Li+H₂ 2LiH

Ⅱ．LiH+H₂O═LiOH+H₂↑

①反应Ⅰ中的还原剂是______________，反应Ⅱ中的氧化剂是_____________。

②用锂吸收224L（标准状况）H₂，再由生成的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）化学能转变为电能 由a到b （2）H2-2e-+2OH-=2H2O

（3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率

（4）①Li H2O ②32

【解析】

试题分析：（1）氢氧燃料电池属于原电池，所以是将化学能转化为电能的装置，该电池中，通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，所以电子从a电极流向b电极；

（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O；

（3）反应物的接触面积越大，反应速率越快，电极表面镀铂粉，增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率；

（4）①2Li+H22LiH，该反应中锂失电子发生氧化反应，所以锂是还原剂；LiH+H2O=LiOH+H2↑，该反应中H2O得电子生成氢气，发生还原反应，所以H2O是氧化剂；

②由LiH与H2O作用，放出的224L（标准状况）H2用作电池燃料，则H2物质的量为10mol，生成的LiH是20mol，和水反应生成氢气是20mol，而实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子

【考点定位】考查了原电池工作原理

【名师点晴】写电极反应式要注意结合电解质溶液书写，如果电解质溶液不同，虽然原料相同，电极反应式也不同，如氢氧燃料电池，当电解质为酸溶液里，正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；当电解质为碱溶液时，负极电极反应式H2-2e-+2OH-=2H2O，正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；当电解质为熔融状态时，正极电极反应为为O2+4e-=2O2-；可见搞清楚电解质环境对电极反应式书写影响很大。