Question

全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。如圖是釩電池基本工作原理示意圖：

請回答下列問題：

（1）硫酸在電池技術(shù)和實驗室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是　　　，實驗室中配制硫酸亞鐵時需要加入少量硫酸，硫酸的作用是　　　　　　　　　　　　　。 

（2）釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子(V2+、V3+、VO2+、V)為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2++V3++H2O+V+2H+。放電時的正極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　，充電時的陰極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　。放電過程中，電解液的pH　　　　　　　　　　　　　(選填“升高”“降低”或“不變”)。 

（3）釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是　　　。 

a．V、VO2+混合液

b．V3+、V2+混合液

c．V溶液

d．VO2+溶液

e．V3+溶液

f．V2+溶液

（4）能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是　　　。 

 

Answer 1

（1）電解質(zhì)溶液　抑制硫酸亞鐵的水解

（2）V+2H++e-VO2++H2O　V3++e-V2+　升高

（3）acd （4）H+

【解析】

試題分析： （1）傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。（2）正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時的正極反應(yīng)為V+2H++e-VO2++H2O；充電時，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為V3+得電子生成V2+的反應(yīng)。（3）充電時陽極反應(yīng)式為VO2++H2O-e-V+2H+，故充電完畢的正極電解液為V溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2+溶液，故正極電解液可能是選項acd。（4）充電和放電過程中，正極電解液與負(fù)極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H+可以通過隔膜。

考點：燃料電池