Question

全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H⁺和SO₄^2-．电池放电时，负极的电极反应为：V²⁺-e^-=V³⁺．
①电池放电时的总反应方程式为

 

．充电时，电极M应接电源的

 

极．
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO₄和H₂SO₄的混合液为电解液，使用前需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步VO²⁺转化为V³⁺；第二步V³⁺转化为V²⁺．则第一步反应过程中阴极区溶液n（H⁺）

 

（填“增大”、“不变”或“减小”），
阳极的电极反应式为

 

_．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：①电池正极反应式为：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，与负极反应式：V²⁺-e^-=V³⁺，相加即可得总反应方程式；放电时M电极发生还原反应，充电时必须发生氧化反应，解电源的正极；
②充电是电解过程，阴极区第一步VO²⁺转化为V³⁺；需要氢离子结合氧原子，所以，n（H⁺）减小；阳极发生氧化反应，发生的反应为VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺．

解答： 解：①电池正极反应式为：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，与负极反应式：V²⁺-e^-=V³⁺，相加即可得总反应方程式为：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺，放电时M电极发生还原反应，充电时必须发生氧化反应，接电源的正极，故答案为：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺；正；
②充电是电解过程，阴极区第一步VO²⁺转化为V³⁺；需要氢离子结合氧原子，所以，n（H⁺）减小；阳极发生氧化反应，发生的反应为VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺，故答案为：减小；VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺．

点评：本题考查了电化学知识，在原电池中负极失去电子，为还原剂发生氧化反应，正极得到电子，为氧化剂发生还原反应，在电解池中，与电源正极相连为阳极，发生氧化反应，失去电子，与电源负极相连的阴极，发生还原反应，得到电子．