Question

（09年天津理综·10）（14分）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+H₂2LIH

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已知LiH固体密度为0.82g/cm³。用锂吸收224L（标准状况）H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为              。

③由②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

（1）由化学能转化为电能   由a到b

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

（3）增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率

（4）①Li   H₂O   ②或8.71×10^-4   ③32

解析:

本题考查电化学知识。（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H₂失电子生成H^＋，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH^－。（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。（4）I．Li从零价升至+1价，作还原剂。II．H₂O的H从+1降至H₂中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH₂时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10^-3L=192.68×10^-3L。V(LiH)/v(H₂)= 192.68×10^-3L/224L=8.71×10^-4。20mol LiH可生成20mol H₂，实际参加反应的H₂为20×80%=1.6mol，1molH₂转化成1molH₂O，转移2mol电子，所以1.6molH₂可转移3.2mol的电子。