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(qǐng)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(dòng)方向?yàn)?u>        　　　　　（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?yàn)?u>　　　　　                      。
（4）該電池工作時(shí)，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(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)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由LiH與H₂O作用，放出的224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H₂用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80％，則導(dǎo)線中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為　　　    　mol。

Answer 1

（1）由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?分）  由a到b（1分）
（2）2H₂+4OH^—-4e^-=4H₂O或H₂+2OH^—-2e^-=2H₂O（2分）
（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；或增大電極上H₂、O₂氣體的濃度，加快反應(yīng)速率。（2分）
（4）①Li（1分）  H₂O （1分）   ②16（2分）

解析試題解析：（1）氫氧燃料電池是利用了原電池的工作原理，所以是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在裝置中，電子的流向是從負(fù)極流向正極，圖中a為負(fù)極，b為正極，所以電子從a流向b。
（2）負(fù)極是氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液，電極反應(yīng)式為2H₂+4OH^—-4e^-=4H₂O或H₂+2OH^—-2e^-=2H₂O。
（3）由題目中所述，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，所以電極表面鍍鉑粉的目的是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；或者是增大電極上H₂、O₂氣體的濃度，加快反應(yīng)速率。
（4）①還原劑是指元素化合價(jià)升高的物質(zhì)，在Ⅰ中Li的化合價(jià)升高，所以Li是還原劑；氧化劑是指元素化合價(jià)降低的物質(zhì)，在Ⅱ中H₂O中氫元素的化合價(jià)降低，所以H₂O作氧化劑。
②放出的H₂的物質(zhì)的量為10mol，由于能量轉(zhuǎn)化率為80%，實(shí)際參加反應(yīng)的H₂的物質(zhì)的量為10mol×80%=8mol, H₂的物質(zhì)的量為8mol, H₂-2e^-=2H⁺則導(dǎo)線上通過(guò)的電子的物質(zhì)的量為8mol×2=16mol。
考點(diǎn)：考查氫氧燃料電池的工作原理、電子流向、相應(yīng)計(jì)算