Question

15．氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置．如圖所示為電池示意圖，該電池電極表面均勻地鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩(wěn)定．
（1）氫氧燃料電池能量轉化的主要形式是由化學能轉變?yōu)殡娔埽?br />（2）負極反應式為2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．
（3）該電池工作時，H₂和O₂連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能，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+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2LiH
Ⅱ．LiH+H₂O═LiOH+H₂↑
①反應Ⅱ中的氧化劑是H₂O．
②LiH與H₂O反應放出的H₂用作電池燃料，若Li吸收10mol H₂且能量的轉化率為80%，則該電池導線中通過電子的物質的量為32mol．

Answer 1

分析 （1）氫氧燃料電池為化學能轉化為電能的裝置，通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電子由外電路流向正極；
（2）堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，正極反應為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O；
（3）①從化合價的變化的角度分析；
②根據(jù)實際參加吸收的氫氣以及電極反應式計算．

解答 解：解：（1）原電池的實質為化學能轉化成電能．總反應為2H₂+O₂=2H₂O，其中H₂從零價升至+1價，失去電子，故答案為：由化學能轉變?yōu)殡娔埽?br />（2）負極為失去電子的一極，即H₂失電子生成H⁺，由于溶液是堿性的，故電極反應式左右應各加上OH^-，負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，
故答案為：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）①Li從零價升至+1價，作還原劑，H₂O的H從+1降至H₂中的零價，作氧化劑，故答案為：H₂O；
②Li吸收10mol H₂生成20mol LiH，而20mol LiH可生成20mol H₂，實際參加反應的H₂為20mol×80%=16mol，1molH₂轉化成1molH₂O，轉移2mol電子，所以16molH₂可轉移32mol的電子，故答案為：32．

點評 本題考查化學電源的工作原理及有關計算，題目難度較大，注意原電池電極反應式的書寫以及從電子守恒的角度計算．