Question

19．全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示，放電時(shí)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 左槽的惰性電極為該電池的正極，右槽的電極反應(yīng)式為V²⁺-e-=V³⁺
• B． 充電過(guò)程中H⁺由右槽定向移動(dòng)到左槽
• C． 充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式 VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O
• D． 若充電時(shí)，左槽溶液中n（H⁺）的變化量為2mol，則反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為N_A個(gè)

Answer 1

分析 A．當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，V元素的化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?4價(jià)，該電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
B．充電過(guò)程中，右槽為陰極，V元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)；
C．放電時(shí)，氫離子向正極移動(dòng)；
D．充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×10²³個(gè)即物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和氫離子的物質(zhì)的量之間的關(guān)系式判斷．

解答 解：A．當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，V元素的化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?4價(jià)，該電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，為原電池的正極，右槽為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為V²⁺-e-=V³⁺，故A正確；
B．充電過(guò)程中，右槽為陰極，陽(yáng)離子移向陰極，H⁺由左槽定向移動(dòng)到右槽，故B錯(cuò)誤；
C．充電時(shí)，左槽為陽(yáng)極，左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O═VO₂⁺+2H⁺+e^-，故C錯(cuò)誤；
D．充電時(shí)，左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O═VO₂⁺+2H⁺+e^-，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子為1mol時(shí)，生成氫離子為2mol，此時(shí)氫離子參與正極反應(yīng)，通過(guò)交換膜定向移動(dòng)使電流通過(guò)溶液，溶液中離子的定向移動(dòng)可形成電流，通過(guò)1mol電子，則左槽溶液中n（H⁺）的變化量為2mol-1mol=1mol，故D錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)電源新型電池，根據(jù)充放電時(shí)各個(gè)電極上得失電子來(lái)分析解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，要根據(jù)電解質(zhì)溶液酸堿性書(shū)寫(xiě)，難度中等．