Question

【題目】氫氧燃料電池一種新型環保的發電裝置，用氫氧化鉀做電解質溶液。

(1)氫氧燃料電池的能量轉化的主要形式是________________，

(2)正極反應式為____________________。總反應式為____________________。

(3)氫氧燃料電池工作時，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中的氧化劑是________，反應Ⅱ中的還原劑是________。

②已知LiH固體密度為0.8 g/cm3，用鋰吸收224 L(標準狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。

③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉化率為90%，則導線中通過電子的物質的量為________mol。

Answer 1

【答案】 化學能轉化為電能 O2 ＋ 2 H2O ＋4e- = 4 OH- 2H2+O2=2H2O H2 LiH 1:1120 36

【解析】氫氧燃料電池工作時，氫氣失電子是還原劑，發生氧化反應；氧氣得電子是氧化劑，發生還原反應．電解質溶液是KOH溶液（堿性電解質）(1)氫氧燃料電池的能量轉化的主要形式是化學能轉化為電能；(2)正極是O2 得到電子，即：O2 +4e - ═2O2－ ，O2－ 在堿性條件下不能單獨存在，只能結合H2O生成OH - 即：2O2－ +2H2O═4OH - ，因此，正極的電極反應式為：O2 +H2O+4e－ ═4OH－；總反應式為:2H2+O2=2H2O；(3)①H2得電子，反應Ⅰ中的氧化劑是H2，反應Ⅱ中LiH失電子，的還原劑是LiH。②224LH2與鋰反應生成的LiH有160g,LiH與H2的體積比為(160/0.8):224000=1:1120；

③224LH2是10mol，得到20molLiH，應該是16mol電子

LiH+H2O=LiOH+H2，20molLiH生成20molH2，能量轉化率為90％,所以實際參與反應的H2有20*90%=18mol，1molH2在電池的電極反應中失去2mol電子，所以所有的H2在反應中一共轉移了36mol電子，即導線中通過電子的物質的量為36mol