Question

全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图：

请回答下列问题：

(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是_________，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是__________。

(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V^2＋、V^3＋、VO^2＋、VO)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO^2＋＋V^3＋＋H₂OV^2＋＋VO＋2H^＋。放电时的正极反应式为____________________________________________，

充电时的阴极反应式为_________________________________________________。

放电过程中，电解液的pH________(填“升高”、“降低”或“不变”)。

(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________(填字母序号)。

a．VO、VO^2＋混合液                    b．V^3＋、V^2＋混合液

c．VO溶液                                  d．VO^2＋溶液

e．V^3＋溶液                                     f．V^2＋溶液

(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是______________________

__________________________________________________。

Answer 1

答案　(1)电解质溶液　抑制硫酸亚铁的水解　(2)VO＋2H^＋＋e^－===VO^2＋＋H₂O　V^3＋＋e^－===V^2＋　升高　(3)acd　(4)H^＋

解析　(1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。

(2)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO＋2H^＋＋e^－===

VO^2＋＋H₂O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V^3＋得电子生成V^2＋的反应。

(3)充电时阳极反应式为VO^2＋＋H₂O－e^－===VO＋2H^＋，故充电完毕的正极电解液为VO溶液，而放电完毕的正极电解液为VO^2＋溶液，故正极电解液可能是选项a、c、d。

(4)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H^＋可以通过隔膜。