Question

全釩液流電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，其電解液中含有釩的不同價態(tài)的離子、H⁺和SO₄^2﹣．電池放電時，負極的電極反應為：V²⁺﹣e^﹣=V³⁺．

①電池放電時的總反應方程式為   ．充電時，電極M應接電源的  極．

②若電池初始時左、右兩槽內(nèi)均以VOSO₄和H₂SO₄的混合液為電解液，使用前需先充電激活，充電過程陰極區(qū)的反應分兩步完成：第一步VO²⁺轉(zhuǎn)化為V³⁺；第二步V³⁺轉(zhuǎn)化為V²⁺．則第一步反應過程中陰極區(qū)溶液n（H⁺）   （填“增大”、“不變”或“減小”），

陽極的電極反應式為  ．

Answer 1

考點：  原電池和電解池的工作原理．

分析：  ①電池正極反應式為：VO₂⁺+2H⁺+e^﹣=VO²⁺+H₂O，與負極反應式：V²⁺﹣e^﹣=V³⁺，相加即可得總反應方程式；放電時M電極發(fā)生還原反應，充電時必須發(fā)生氧化反應，解電源的正極；

②充電是電解過程，陰極區(qū)第一步VO²⁺轉(zhuǎn)化為V³⁺；需要氫離子結(jié)合氧原子，所以，n（H⁺）減��；陽極發(fā)生氧化反應，發(fā)生的反應為VO²⁺+H₂O﹣e^﹣=VO₂⁺+2H⁺．

解答：  解：①電池正極反應式為：VO₂⁺+2H⁺+e^﹣=VO²⁺+H₂O，與負極反應式：V²⁺﹣e^﹣=V³⁺，相加即可得總反應方程式為：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺，放電時M電極發(fā)生還原反應，充電時必須發(fā)生氧化反應，接電源的正極，故答案為：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺；正；

②充電是電解過程，陰極區(qū)第一步VO²⁺轉(zhuǎn)化為V³⁺；需要氫離子結(jié)合氧原子，所以，n（H⁺）減��；陽極發(fā)生氧化反應，發(fā)生的反應為VO²⁺+H₂O﹣e^﹣=VO₂⁺+2H⁺，故答案為：減小；VO²⁺+H₂O﹣e^﹣=VO₂⁺+2H⁺．

點評：  本題考查了電化學知識，在原電池中負極失去電子，為還原劑發(fā)生氧化反應，正極得到電子，為氧化劑發(fā)生還原反應，在電解池中，與電源正極相連為陽極，發(fā)生氧化反應，失去電子，與電源負極相連的陰極，發(fā)生還原反應，得到電子．