Question

【题目】钒的化合物常用于制催化剂和新型电池。回答下列问题：

(1) V2O5为黄褐色固体，无味、有毒，微溶于水，是许多反应的催化剂。25℃时，部分含钒微粒的存在形式、浓度及存在的pH范围之间的变化关系如图所示(其余可溶性微粒均未标出)，图中“[V]”表示含钒微粒的浓度，虚线表示[V]或pH的范围尚未确定。

①V2O5溶于足量1.0 mol·L-1NaOH溶液中，发生反应的离子方程式为_____________________

②上述滴加H2SO4溶液的过程中，先后发生如下反应：

则“X所示区域的离子”不可能是____________(填标号)。

A.V3O93- B.V4 O103- C.V4 O124-

(2)如图所示为可充电的全钒液流电池构造示意图，该电池中的隔膜只允许H+通过。电池放电时，负极区溶液的pH将_________ (填“增大”“减小”或“不变”)，电池充电时，阳极的电极反应式为_______________________________________。

Answer 1

【答案】V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O B 增大 VO2+-e-+H2O=VO2++2H+

【解析】

（1）①V2O5溶于足量1.0 mol·L-1NaOH溶液中生成Na3VO4和水；

②上述滴加硫酸溶液的过程中，先后发生题干的反应，结合图象中微粒存在的pH进行分析判断；

（2）钒液流电池放电时负极的发生氧化反应，正极发生还原反应，充电时，阳极发生氧化反应；

（1）①由图可知碱性条件下，以VO43-形式存在，因此V2O5溶于足量1.0 mol·L-1NaOH溶液中，生成Na3VO4和水，反应的离子方程式为：V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O；

②上述滴加硫酸溶液的过程中，先后发生题干的反应，H2VO4-缩合后，V的化合价不变，则“X所示区域的离子”不可能是V4 O103-，答案选B；

（2）钒液流电池放电时负极的发生氧化反应，电极反应为：V2+-e-=V3+，H+向正极移动，正极发生还原反应，负极区溶液pH增大，充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+。