Question

全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示．下列说法错误的是（　　）

• A、当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O
• B、充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色
• C、放电过程中氢离子通过交换膜定向移入左槽
• D、充电时若转移的电子数为3.01×10²³个，左槽溶液中n（H⁺）的变化量为1 mol

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：A．当左槽溶液逐渐由黄变蓝，V元素的化合价由+5价变为+4价，该电极上得电子发生还原反应；
B．充电过程中，右槽为阴极，V元素化合价由+3价变为+2价；
C．放电时，氢离子向正极移动；
D．充电时，若转移的电子数为3.01×10²³个即物质的量为0.5mol，根据转移电子和氢离子的物质的量之间的关系式判断．

解答： 解：A．当左槽溶液逐渐由黄变蓝，V元素的化合价由+5价变为+4价，该电极上得电子发生还原反应，电极反应式为VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，故A正确；
B．充电过程中，右槽为阴极，V元素化合价由+3价变为+2价，所以右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色，故B正确；
C．放电时，该装置为原电池，左槽作正极，右槽作负极，氢离子通过交换膜定向移入左槽，故C正确；
D．充电时，左槽发生的反应为VO²⁺+H₂O═VO₂⁺+2H⁺+e^-，当转移电子为3.01×10²³个即为0.5mol电子时，生成氢离子为1mol，此时氢离子参与正极反应，通过交换膜定向移动使电流通过溶液，溶液中离子的定向移动可形成电流，通过0.5mol电子，则左槽溶液中n（H⁺）的变化量为1mol-0.5mol=0.5mol，故D错误；
故选D．

点评：本题考查了化学电源新型电池，根据充放电时各个电极上得失电子来分析解答，难点是电极反应式的书写，要根据电解质溶液酸碱性书写，难度中等．