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氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:(1)在导线中电子流动方向为(
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表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)在导线中电子流动方向为______(用a、b表示).
(2)负极反应式为______.
(3)电极表面镀铂粉的原因为______.
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能.因此,大量安全储氢是关键技术之一.金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H2
| ||
Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑
①已知LiH固体密度为0.8g/cm3.用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为
1 |
1120 |
1 |
1120 |
②由①生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为______mol.
▼优质解答
答案和解析
(1)燃料电池中,通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极,所以通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电子从负极沿导线流向正极,则电子流向由a到b,故答案为:由a到b;
(2)碱性条件下,氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O,故答案为:H2+2OH--2e-=2H2O;
(3)反应物接触面积越大,其反应速率越快,在电极表面镀铂粉,增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数,加快反应速率,同时也增大了Pt的利用率以降低成本,故答案为:大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数,加快反应速率,同时也增大了Pt的利用率以降低成本;
(4)①根据2Li+H2
2LiH得生成LiH的质量=
×2×8g=160g,LiH的体积=
=200cm3,氢气体积=224L=224000cm3,所以生成的LiH体积与被吸收的H2体积比=200cm3:224000cm3=
,
故答案为:
;
②由2Li+H2
2LiH、LiH+H2O=LiOH+H2↑得若能量转化率为80%,则转化的氢气物质的量=
=8mol,最终生成氢气的物质的量是16mol氢气,则转移电子的物质的量=16mol×2=32mol,
故答案为:32.
(2)碱性条件下,氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O,故答案为:H2+2OH--2e-=2H2O;
(3)反应物接触面积越大,其反应速率越快,在电极表面镀铂粉,增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数,加快反应速率,同时也增大了Pt的利用率以降低成本,故答案为:大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数,加快反应速率,同时也增大了Pt的利用率以降低成本;
(4)①根据2Li+H2
| ||
224L |
22.4L |
160g |
0.8g/cm3 |
1 |
1120 |
故答案为:
1 |
1120 |
②由2Li+H2
| ||
224L×80% |
22.4L/mol |
故答案为:32.
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