Question

全釩液流電池是一種活性物質呈循環(huán)流動液態(tài)的電池，目前釩電池技術已經趨近成熟。下圖是釩電池基本工作原理示意圖：

請回答下列問題：

(1)硫酸在電池技術和實驗室中具有廣泛的應用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是____________，實驗室中配制硫酸亞鐵時需要加入少量硫酸，硫酸的作用是____。

(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO)為正極和負極電極反應的活性物質，電池總反應為VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO＋2H＋。放電時的正極反應式為______________________________________________________，充電時的陰極反應式為______________________________________。放電過程中，電解液的pH________(填“升高”、“降低”或“不變”)。

(3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是________(填字母)。

a．VO、VO2＋混合液        b．V3＋、V2＋混合液

c．VO溶液     d．VO2＋溶液

e．V3＋溶液      f．V2＋溶液

(4)能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是_________________________。

Answer 1

答案　(1)電解質溶液　抑制硫酸亞鐵的水解

(2)VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O　V3＋＋e－===V2＋　升高　(3)acd　(4)H＋

解析　(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應生成氫氣，故硫酸為電解質溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質。

(2)正極反應是還原反應，由電池總反應可知放電時的正極反應為VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O；充電時，陰極反應為還原反應，故為V3＋得電子生成V2＋的反應。

(3)充電時陽極反應式為VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋，故充電完畢的正極電解液為VO溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2＋溶液，故正極電解液可能是選項a、c、d。

(4)充電和放電過程中，正極電解液與負極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H＋可以通過隔膜。