Question

【題目】釩的化合物常用于制催化劑和新型電池。回答下列問題：

(1) V2O5為黃褐色固體，無味、有毒，微溶于水，是許多反應(yīng)的催化劑。25℃時，部分含釩微粒的存在形式、濃度及存在的pH范圍之間的變化關(guān)系如圖所示(其余可溶性微粒均未標出)，圖中“[V]”表示含釩微粒的濃度，虛線表示[V]或pH的范圍尚未確定。

①V2O5溶于足量1.0 mol·L-1NaOH溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________

②上述滴加H2SO4溶液的過程中，先后發(fā)生如下反應(yīng)：

則“X所示區(qū)域的離子”不可能是____________(填標號)。

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

(2)如圖所示為可充電的全釩液流電池構(gòu)造示意圖，該電池中的隔膜只允許H+通過。電池放電時，負極區(qū)溶液的pH將_________ (填“增大”“減小”或“不變”)，電池充電時，陽極的電極反應(yīng)式為_______________________________________。

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過程中，先后發(fā)生題干的反應(yīng)，結(jié)合圖象中微粒存在的pH進行分析判斷；

（2）釩液流電池放電時負極的發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)；

（1）①由圖可知堿性條件下，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，反應(yīng)的離子方程式為：V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O；

②上述滴加硫酸溶液的過程中，先后發(fā)生題干的反應(yīng)，H2VO4-縮合后，V的化合價不變，則“X所示區(qū)域的離子”不可能是V4 O103-，答案選B；

（2）釩液流電池放電時負極的發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：V2+-e-=V3+，H+向正極移動，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負極區(qū)溶液pH增大，充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為VO2+-e-+H2O=VO2++2H+。