Question

19．全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示，放電時左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，下列有關(guān)說法正確的是（　�。�

• 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． 充電過程中H⁺由右槽定向移動到左槽
• C． 充電時陰極的電極反應(yīng)式 VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O
• D． 若充電時，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

Answer 1

分析 A．當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，V元素的化合價由+5價變?yōu)?4價，該電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
B．充電過程中，右槽為陰極，V元素化合價由+3價變?yōu)?2價；
C．放電時，氫離子向正極移動；
D．充電時，若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×10²³個即物質(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元素的化合價由+5價變?yōu)?4價，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．充電過程中，右槽為陰極，陽離子移向陰極，H⁺由左槽定向移動到右槽，故B錯誤；
C．充電時，左槽為陽極，左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O═VO₂⁺+2H⁺+e^-，故C錯誤；
D．充電時，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，生成氫離子為2mol，此時氫離子參與正極反應(yīng)，通過交換膜定向移動使電流通過溶液，溶液中離子的定向移動可形成電流，通過1mol電子，則左槽溶液中n（H⁺）的變化量為2mol-1mol=1mol，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查了化學(xué)電源新型電池，根據(jù)充放電時各個電極上得失電子來分析解答，難點是電極反應(yīng)式的書寫，要根據(jù)電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，難度中等．