Question

19．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示，放电时左槽溶液逐渐由黄变蓝，下列有关说法正确的是（　　）

• A． 左槽的惰性电极为该电池的正极，右槽的电极反应式为V²⁺-e-=V³⁺
• B． 充电过程中H⁺由右槽定向移动到左槽
• C． 充电时阴极的电极反应式 VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O
• D． 若充电时，左槽溶液中n（H⁺）的变化量为2mol，则反应转移的电子数为N_A个

Answer 1

分析 A．当左槽溶液逐渐由黄变蓝，V元素的化合价由+5价变为+4价，该电极上得电子发生还原反应；
B．充电过程中，右槽为阴极，V元素化合价由+3价变为+2价；
C．放电时，氢离子向正极移动；
D．充电时，若转移的电子数为3.01×10²³个即物质的量为0.5mol，根据转移电子和氢离子的物质的量之间的关系式判断．

解答 解：A．当左槽溶液逐渐由黄变蓝，V元素的化合价由+5价变为+4价，该电极上得电子发生还原反应，为原电池的正极，右槽为负极发生氧化反应，电极反应式为V²⁺-e-=V³⁺，故A正确；
B．充电过程中，右槽为阴极，阳离子移向阴极，H⁺由左槽定向移动到右槽，故B错误；
C．充电时，左槽为阳极，左槽发生的反应为VO²⁺+H₂O═VO₂⁺+2H⁺+e^-，故C错误；
D．充电时，左槽发生的反应为VO²⁺+H₂O═VO₂⁺+2H⁺+e^-，当转移电子为1mol时，生成氢离子为2mol，此时氢离子参与正极反应，通过交换膜定向移动使电流通过溶液，溶液中离子的定向移动可形成电流，通过1mol电子，则左槽溶液中n（H⁺）的变化量为2mol-1mol=1mol，故D错误；
故选A．

点评 本题考查了化学电源新型电池，根据充放电时各个电极上得失电子来分析解答，难点是电极反应式的书写，要根据电解质溶液酸碱性书写，难度中等．