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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(wěn)定，請回答：
（1）氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是
化學能轉變?yōu)殡娔?/div>
化學能轉變?yōu)殡娔?/div>，在導線中電子流動方向為
由a到b
由a到b
（用a、b表示）．
（2）負極反應式為
2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O
2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O
．
（3）電極表面鍍鉑粉的原因為
增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)?加快反應速率
增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)?加快反應速率
．
（4）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
  △  
.
 
2LIH；
Ⅱ．LiH+H2O═LiOH+H2↑
①反應Ⅰ中的還原劑是
Li
Li
，反應Ⅱ中的氧化劑是
水
水
．
②用鋰吸收224L（標準狀況）H2，生成的LiH與H2O作用后放出的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
32
32
mol．
（5）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，肼作
負
負
極，其電極反應式為（生成無污染物質）
N2H4-4e-+4OH-═N2+4H2O
N2H4-4e-+4OH-═N2+4H2O
．
分析：（1）原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，原電池放電時，電子從負極沿導線流向正極；
（2）負極上燃料失電子發(fā)生還原反應；
（3）參加反應的物質濃度增大，反應速率加快．
（4）根據(jù)化合價的變化判斷氧化劑和還原劑，根據(jù)氫氣和轉移電子之間的關系式計算；
（5）燃料電池中，燃料易失電子發(fā)生氧化反應，所以燃料的電極是負極．
解答：解：（1）該裝置是把化學物質中的能力轉化為電能，所以是化學能轉變?yōu)殡娔埽辉谠姵刂校摌O上失電子，正極上得電子，電子的流向是從負極流向正極，所以是 由a到b，
故答案為：化學能轉變?yōu)殡娔埽挥蒩到b；
（2）該反應中負極上氫氣失電子生成氫離子而被氧化，所以電極反應式為H2+2OH--2e-═2H2O，故答案為：2H2+4OH--4e-═4H2O或 H2+2OH--2e-═2H2O．
（3）電極表面鍍鉑粉，增大了電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，使反應物的濃度增大，反應物濃度增大，反應速率加快，
故答案為：增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應速率；
（4）?①Ⅰ．2Li+H2
  △  
.
 
2LIH中鋰失電子作還原劑，Ⅱ．LiH+H2O═LiOH+H2↑中水得電子作氧化劑，故答案為：Li；H2O；
 ②氫氣的物質的量=
224L
22.4L/mol
=10mol，當吸收10molH2時，則生成20molLiH，20molLiH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；
（5）燃料電池中，通入燃料的電極是負極，則通入肼的負極是負極，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成氮氣和水，電極反應式為：N2H4-4e-+4 OH-═N2+4H2O，
故答案為：負；N2H4-4e-+4 OH-═N2+4H2O．
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．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（1）AgNO3的水溶液呈
酸
酸
（填“酸”、“中”、“堿”）性，原因是（用離子方程式表示）：
Ag++H2O AgOH+H+
Ag++H2O AgOH+H+
；實驗室在配制AgNO3的溶液時，常將AgNO3固體先溶于較濃的
硝酸
硝酸
中，然后再用蒸餾水稀釋到所需的濃度．若用惰性電極電解AgNO3的水溶液，請寫出電池反應的離子方程式
4Ag++2H2O
 通電 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
4Ag++2H2O
 通電 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
，
（2）常溫下，某純堿（Na2CO3）溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時，甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH所至；乙同學認為是溶液中Na2CO3電離出的CO32-水解所至．請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判（包括操作、現(xiàn)象和結論）
向紅色溶液中加入足量BaCl2溶液
向紅色溶液中加入足量BaCl2溶液
如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確
如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確

（3）常溫下，取pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應過程中兩溶液的pH變化
如右圖所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是
B
B
（填“A”或“B”）．設鹽酸中加入的Zn質量為m1，醋酸溶液中加入的Zn質量為m2．則m1
＜
＜
m2
（選填“＜”、“=”、“＞”）
（4）鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產量的四分之一．
①鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應式為：負極：
2Fe=2Fe2++4e-
2Fe=2Fe2++4e-
正極：
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
；
②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用
C
C
．
A．銅　　　　　　　B．鈉
C．鋅              D．石墨
③圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的
負
負
極．
（5）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(wěn)定，請回答：
①氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是
化學能轉變?yōu)殡娔?/div>
化學能轉變?yōu)殡娔?/div>，在導線中電子流動方向為
a→b
a→b
（用a、b表示）．
②負極反應式為
2H2+4OH-=4H2O+4e-
2H2+4OH-=4H2O+4e-
．
③電極表面鍍鉑粉的原因為
增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應速率
增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應速率
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置，右圖為電池示意圖，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(wěn)定．請回答：
（1）氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是
化學能轉變?yōu)殡娔?/div>
化學能轉變?yōu)殡娔?/div>，在導線中電子流動方向為（用a、b表示）
由a到b
由a到b
．
（2）負極的電極反應式為
2H2+4OH--4e-═4H2O或H2+2OH--2e-═2H2O
2H2+4OH--4e-═4H2O或H2+2OH--2e-═2H2O
．
（3）電極表面鍍鉑粉的原因為
增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應速率
增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應速率
．
（4）關于該電池的說法錯誤的是
D
D

A．氫氣在負極發(fā)生氧化反應              B．供電時的總反應為：2H2+O2=2H2O
C．產物為無污染的水，屬于環(huán)境友好電池  D．燃料電池的能量轉化率可達100%
（5）在下圖所示的裝置中，能夠發(fā)生原電池反應的是
BDE
BDE

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科目：高中化學 來源： 題型：

氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型 發(fā)電裝置．如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，吸附氣體的 能力強，性質穩(wěn)定，請回答：
（1）氫氧燃料電池的能量轉化形式主要是
化學能轉化為電能
化學能轉化為電能
，在導線中電子流動方向為
從a到b
從a到b
（用a、b表示）．
（2）通H2的為
負
負
極
（3）電極表面鍍鉑粉的原因為
增大氣體的吸附面積，保證氣體充分參與電極反應
增大氣體的吸附面積，保證氣體充分參與電極反應
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

能源是人類生存和發(fā)展的重要支柱．請回答以下有關能源的問題：
（1）能源可分一級能源和二級能源等，直接從自然界獲得的能源稱為一級能源；需要依靠其他能量間接制取的能源稱為二級能源．煤、煤氣、石油、天然氣、水能、風能和生物能等等多年來大量使用的能源，稱為
 
能源．而電能、氫能、水煤氣等都被稱為
 
能源．
（2）煤、石油、天然氣等能源以熱的形式供給人們需要．寫出煤、天然氣燃燒供熱時的化學反應方程式（試以它們各自的主要成分C和CH4代表）：
 
、
 
．在質量相同時，燃料
 
對環(huán)境造成的負面影響（溫室效應）小．
（3）科學家認為，氫氣是一種高效而無污染的理想能源．以氫氣作為燃料，4gH2的燃燒生成液態(tài)水時放出熱量為571.6kJ，試寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式：
 
．
（4）氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置，其能量轉化主要形式是
 
，當用KOH溶液做電解質溶液時，正極的反應式為：
 
，負極的反應式為：
 
．甲烷也可以作為燃料電池的原料，此時在負極上反應的物質是
 
（填化學式）

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