全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟.全钒液流电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子[V2+(紫色)、V3+(绿色)、VO2+(蓝色)、VO2+(黄色)]为正极和负极电极反应的活性物质,
电池总反应为VO2++V3++H2O充电
网友回答
【答案】 (1)正极反应是还原反应,由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2++2H++e-═VO2++H2O,故答案为:VO2++2H++e-═VO2++H2O;
(2)充电时,阴极反应为还原反应,故为V3+得电子生成V2+的反应,电极方程式为V3++e-═V2+,充电时,阳极发生VO2++H2O=VO2++2H++e-,生成耗H+,溶液pH降低,故答案为:V3++e-═V2+;降低;
(3)当转移1mol电子时,阳极(左槽)产生了2mol H+,而槽中间的交换膜只允许H+通过,所以有1mol H+移动到右槽(溶液中有离子移动才能形成闭合回路),所以最终左槽H+增加了1mol H+,所以变化量为1mol,
故答案为:参与正极反应和通过隔膜定向移动使电流通过溶液;1;
(4)阴极发生还原反应,H+被还原生成H2,同时促进水的电离生成OH-,发生2H++2e -═H2↑ HSO3-+OH-═SO3 2-+H2O,或2HSO3-+2e-═2 SO32-+H2↑,
故答案为:2HSO3-+2e-═2 SO32-+H2↑ (或2H++2e-═H2↑ HSO3-+OH-═SO32-+H2O );
(5)阳极发生氧化反应,HSO3-被氧化生成硫酸,同时氢氧根离子放电生成氧气和氢离子,则可生成O2、SO2,故答案为:O2、SO2.
【问题解析】
(1)放电时正极发生还原反应;(2)充电时,阴极反应为还原反应,故为V3+得电子生成V2+的反应;(3)当转移1mol电子时,阳极(左槽)产生了2mol H+,而槽中间的交换膜只允许H+通过,所以有1mol H+移动到右槽(溶液中有离子移动才能形成闭合回路),所以最终左槽H+增加了1mol H+;(4)阴极发生还原反应,H+被还原生成H2,同时促进水的电离;(5)阳极发生氧化反应生成氧气. 名师点评 本题考点 原电池和电解池的工作原理. 考点点评 本题综合考查原电池知识,侧重于学生的分析能力的考查,为高考常见题型和高频考点,注意把握原电池的工作原理,答题时注意体会电极方程式的书写方法,难度不大.
【本题考点】
原电池和电解池的工作原理. 考点点评 本题综合考查原电池知识,侧重于学生的分析能力的考查,为高考常见题型和高频考点,注意把握原电池的工作原理,答题时注意体会电极方程式的书写方法,难度不大.