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，請回答：
（1）在導(dǎo)線中電子流動方向?yàn)?div id="llvnj57" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（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)?div id="lthd7ff" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；
（2）堿性條件下，氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水；
（3）反應(yīng)物接觸面積越大，其反應(yīng)速率越快；
（4）①根據(jù)氫氣體積計(jì)算LiH的質(zhì)量，再根據(jù)V=

m

ρ

計(jì)算LiH的體積；
②根據(jù)氫氣中轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答： 解：（1）燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，所以通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，則電子流向由a到b，故答案為：由a到b；
（2）堿性條件下，氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，故答案為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）反應(yīng)物接觸面積越大，其反應(yīng)速率越快，在電極表面鍍鉑粉，增大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù)，加快反應(yīng)速率，同時也增大了Pt的利用率以降低成本，故答案為：大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù)，加快反應(yīng)速率，同時也增大了Pt的利用率以降低成本；
（4）①根據(jù)2Li+H₂

△   .

2LiH得生成LiH的質(zhì)量=

224L

22.4L

×2×8g=160g，LiH的體積=

160g

0.8g/cm3

=200cm³，氫氣體積=224L=224000cm³，所以生成的LiH體積與被吸收的H₂體積比=200cm³：224000cm³=

1

1120

，
故答案為：

1

1120

；
②由2Li+H₂

△   .

2LiH、LiH+H₂O=LiOH+H₂↑得若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則轉(zhuǎn)化的氫氣物質(zhì)的量=

224L×80%

22.4L/mol

=8mol，最終生成氫氣的物質(zhì)的量是16mol氫氣，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=16mol×2=32mol，
故答案為：32．

點(diǎn)評：本題考查了原電池原理，涉及電極反應(yīng)式的書寫、電子流向的判斷等知識點(diǎn)，根據(jù)得失電子確定正負(fù)極，再結(jié)合正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)來分析解答，易錯點(diǎn)是（4）②，注意最終得到的氫氣不僅包含原來的氫氣還有水參與反應(yīng)生成的氫氣，為易錯點(diǎn)．