Question

全釩液流儲能電池是利用不同價態離子對的氧化還原反應來實現化學能和電能相互轉化的裝置，其原理如圖所示．
①當左槽溶液顏色逐漸由黃變藍，其電極反應式為

 

．
②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由

 

色變為

 

色．
③放電過程中氫離子的作用是

 

和

 

；充電時若轉移的電子數為3.01×10²³個，左槽溶液中n（H⁺）的變化量為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：①左槽溶液逐漸由黃變藍，VO₂⁺轉變為VO²⁺，發生還原反應，應為原電池的正極，
②充電過程中，右槽連接電源的負極，發生還原反應，為電解池的陰極，電極反應式為V³⁺+e^-=V²⁺，
③充電時，左槽發生的反應為VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺當轉移電子為3.01×10²³個即為0.5 mol電子時，生成氫離子為0.5 mol；

解答： 解：①當左槽溶液逐漸由黃變藍，其電極反應式為VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，說明此時為原電池，且為原電池的正極，故答案為：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O；
②充電過程中，右槽連接的是電源負極，為電解池的陰極，電極反應式為V³⁺+e^-=V²⁺，V³⁺為綠色，V²⁺為紫色，
故可以看到右槽溶液顏色逐漸由綠色變為紫色．
故答案為：綠，紫；
③放電過程中，電極反應式為VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，氫離子的作用是充電時，參與正極反應，通過交換膜定向移動使電流通過溶液；左槽發生的反應為VO²⁺+H₂O=VO₂⁺+2H⁺+e^-，當轉移電子為3.01×10²³個即為0.5 mol電子時，生成氫離子為0.5mol；氫離子變化0.5mol；
故答案為：參與正極反應，通過交換膜定向移動使電流通過溶液；0.5mol；

點評：本題考查了電解池中，與電源正極相連為陽極，發生氧化反應，失去電子，與電源負極相連的陰極，發生還原反應，得到電子，并且根據得失電子守恒計算．