Question

全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示．
①當(dāng)左槽溶液顏色逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為

 

．
②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由

 

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色．
③放電過程中氫離子的作用是

 

和

 

；充電時(shí)若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×10²³個(gè)，左槽溶液中n（H⁺）的變化量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：①左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，VO₂⁺轉(zhuǎn)變?yōu)閂O²⁺，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)為原電池的正極，
②充電過程中，右槽連接電源的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為V³⁺+e^-=V²⁺，
③充電時(shí)，左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺當(dāng)轉(zhuǎn)移電子為3.01×10²³個(gè)即為0.5 mol電子時(shí)，生成氫離子為0.5 mol；

解答： 解：①當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，說明此時(shí)為原電池，且為原電池的正極，故答案為：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O；
②充電過程中，右槽連接的是電源負(fù)極，為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為V³⁺+e^-=V²⁺，V³⁺為綠色，V²⁺為紫色，
故可以看到右槽溶液顏色逐漸由綠色變?yōu)樽仙��?br />故答案為：綠，紫；
③放電過程中，電極反應(yīng)式為VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，氫離子的作用是充電時(shí)，參與正極反應(yīng)，通過交換膜定向移動(dòng)使電流通過溶液；左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O=VO₂⁺+2H⁺+e^-，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子為3.01×10²³個(gè)即為0.5 mol電子時(shí)，生成氫離子為0.5mol；氫離子變化0.5mol；
故答案為：參與正極反應(yīng)，通過交換膜定向移動(dòng)使電流通過溶液；0.5mol；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解池中，與電源正極相連為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，與電源負(fù)極相連的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子，并且根據(jù)得失電子守恒計(jì)算．