Question

【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)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(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)負(fù)極反應(yīng)式為__________________________；正極反應(yīng)式為___________________________；

(2)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能。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，其吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ．2Li+H22LiH

Ⅱ．LiH+H2O=LiOH+H2↑

①反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是___________________；

②已知LiH固體密度為0.80g·cm-3，用鋰吸收112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為_______________(可用分?jǐn)?shù)表示或用a×10-b表示，a保留兩位小數(shù));

③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為60%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為_______________mol。

Answer 1

【答案】 H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- H2O 8.93×10-4 12

【解析】（1）負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；

（2）根據(jù)化合價(jià)的變化判斷氧化劑和還原劑，根據(jù)反應(yīng)式、氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算。

（1）該反應(yīng)中負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子而被氧化，所以電極反應(yīng)式為H2-2e-=2H+，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-；

（2）①反應(yīng)LiH+H2O=LiOH+H2↑中水的氫元素化合價(jià)降低，得電子，水作氧化劑；

②氫氣的物質(zhì)的量是112L÷22.4L/mol＝5mol，根據(jù)方程式2Li+H22LiH可知生成LiH是10mol，質(zhì)量是80g，已知LiH固體密度為0.80g·cm-3，則LiH的體積是100mL，因此生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為；

③根據(jù)LiH+H2O=LiOH+H2↑可知生成氫氣物質(zhì)的量是10mol，實(shí)際參加反應(yīng)的H2為10mol×60%=6mol，1molH2轉(zhuǎn)化成1molH2O轉(zhuǎn)移2mol電子，所以6molH2可轉(zhuǎn)移12mol的電子。