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

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的主要形式是_________________,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是____________________________。

(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.         Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2

①反应Ⅰ中的还原剂是___________,反应Ⅱ中的氧化剂是____________。

②LiH中Li+与H-的半径大小关系为        

③用锂吸收224 L(标准状况)H2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。

 

答案

(共9分)(1)有化学能转变为电能(1分)   由 a  b(1分)

(2)2H+4OH_  -4e-= 4H2O或H+ 2OH_  -2e-=2H2O(2分)

(3)增大电极单位面积吸附H2 和O2 的分子数,加快电极反应速率(1分)

(4)① Li (1分)  H2O(1分)   ② Li+<H-     ③ 32(2分)

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

 

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