Question

氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。
下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩定，請回答：

（1）氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是　　　　　　，在導線中電子流動方向為        　　　　　（用a、b 表示）。
（2）負極反應式為　　　　　　　　。
（3）電極表面鍍鉑粉的原因為　　　　　                      。
（4）該電池工作時，H₂和O₂連續由外部供給，電池可連續不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：
Ⅰ.2Li+H₂2LiH
Ⅱ.LiH+H₂O=LiOH+H₂↑
①反應Ⅰ中的還原劑是　　　　　，反應Ⅱ中的氧化劑是　　　　　。
②由LiH與H₂O作用，放出的224L（標準狀況）H₂用作電池燃料，若能量轉化率為80％，則導線中通過電子的物質的量為　　　    　mol。

Answer 1

（1）由化學能轉變為電能（1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，加快電極反應速率；或增大電極上H₂、O₂氣體的濃度，加快反應速率。（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，所以是把化學能轉化為電能的裝置。在裝置中，電子的流向是從負極流向正極，圖中a為負極，b為正極，所以電子從a流向b。
（2）負極是氫氣發生氧化反應，結合電解質溶液，電極反應式為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，性質穩定，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，加快電極反應速率；或者是增大電極上H₂、O₂氣體的濃度，加快反應速率。
（4）①還原劑是指元素化合價升高的物質，在Ⅰ中Li的化合價升高，所以Li是還原劑；氧化劑是指元素化合價降低的物質，在Ⅱ中H₂O中氫元素的化合價降低，所以H₂O作氧化劑。
②放出的H₂的物質的量為10mol，由于能量轉化率為80%，實際參加反應的H₂的物質的量為10mol×80%=8mol, H₂的物質的量為8mol, H₂-2e^-=2H⁺則導線上通過的電子的物質的量為8mol×2=16mol。
考點：考查氫氧燃料電池的工作原理、電子流向、相應計算