题目内容

20．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．
全钒液流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V2+（紫色）、V3+（绿色）、VO2+（蓝色）、VO${\;}_{2}^{+}$（黄色）为正极和负极电极反应的活性物质电池总反应为VO2++V3++H2O$?_{放电}^{充电}$V2++VO${\;}_{2}^{+}$+2H+．
如图是钒电池基本工作原理示意图：
请回答下列问题：
（1）放电时的正极反应式为VO2++2H++e-═VO2++H2O；
（2）充电时的阴极反应式为V3++e-═V2+，充电过程中，电解液的pH降低 （选填“升高”“降低”或“不变”）．
（3）放电过程中氢离子的作用是参与正极反应和通过隔膜定向移动使电流通过溶液；
若充电时转移电子的数目为6.02×1023，则左槽溶液中H+的变化量为1mol．

分析 （1）放电时正极发生还原反应；
（2）充电时，阴极反应为还原反应，故为V3+得电子生成V2+的反应；
（3）当转移1mol电子时，阳极（左槽）产生了2mol H+，而槽中间的交换膜只允许H+通过，所以有1mol H+移动到右槽（溶液中有离子移动才能形成闭合回路），所以最终左槽H+增加了1mol H+．

解答 解：（1）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VO2++2H++e-═VO2++H2O，故答案为：VO2++2H++e-═VO2++H2O；
（2）充电时，阴极反应为还原反应，故为V3+得电子生成V2+的反应，电极方程式为V3++e-═V2+，充电时，阳极发生VO2++H2O=VO2++2H++e-，生成耗H+，溶液pH降低，故答案为：V3++e-═V2+；降低；
（3）当转移1mol电子时，阳极（左槽）产生了2mol H+，而槽中间的交换膜只允许H+通过，所以有1mol H+移动到右槽（溶液中有离子移动才能形成闭合回路），所以最终左槽H+增加了1mol H+，所以变化量为1mol，故答案为：参与正极反应和通过隔膜定向移动使电流通过溶液；1．

点评 本题综合考查原电池知识，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握原电池的工作原理，答题时注意体会电极方程式的书写方法，难度不大．

练习册系列答案
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10．镇痉药物C、化合物N及高分子树脂（ ）的合成路线如下：

已知：RCHO$→_{②H_{2}O/H+△}^{①HCN/OH-}$
RCOOH$\stackrel{SOCl_{2}}{→}$$\stackrel{R′OH}{→}$RCOOR′（R、R′代表烃基）
（1）A的含氧官能团的名称是醛基．
（2）A在催化剂作用下可与H2反应生成B． 酯类化合物C的分子式是C15H14O3，其结构简式是．
（3）A发生银镜反应的化学方程式是+2Ag（NH3）2OH$\stackrel{水浴加热}{→}$+2Ag↓+3NH3+H2O．
（4）扁桃酸（ ）有多种同分异构体．属于甲酸酯且含酚羟基的同分异构体共有13种，写出其中一种含亚甲基（-CH2-）的同分异构体的结构简式．
（5）F与M合成高分子树脂的化学方程式是．
（6）E和F生成N的化学方程式是+→+HCl．
11．已知C5H11Cl共有8种同分异构体，可推知分子式为C5H12O属于醇类的同分异构体的数目共有（　　）
A．9种B．6 种C．5种D．8种
8．现有①CaBr2  ②二氧化硅 ③Ar  ④Na2SO4  ⑤干冰⑥纯硫酸⑦白磷 七种物质，按下列要求回答（填序号，多选、漏选不给分）
（1）属于离子晶体的是①④； 属于分子晶体的是③⑤⑥⑦．
（2）晶体中只存在一种微粒间作用力是①②③．
（3）晶体熔化时需要破坏共价键的是②．
（4）晶体中既含离子键，又含共价键的是④．
（5）固体不导电，常压下熔化时能导电的是①④．
（6）已知在25℃，101kPa下，lg液态C8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，写出上述反应的热化学方程式C8H18（l）+$\frac{25}{2}$O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）△H=-5517.6KJ/mol．
15．下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是（　　）
A．A．NH3（g）+$\frac{5}{4}$O2（g）═NO（g）+$\frac{6}{4}$H2O（g）；△H=-akJ•mol-1
B．C6H12O6（s）+6O2（g）═6CO2（g）+6H2O（l）；△H=-bkJ•mol-1
C．2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）；△H=-ckJ•mol-1
D．CH3CH2OH（l）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CH3CHO（l）+H2O（l）；△H=-dkJ•mol-1
5．下列关于SO2的叙述，正确的是（　　）
A．SO2既可做氧化剂，又可做还原剂
B．SO2是硫酸的酸酐
C．大气中SO2的主要来源是汽车排出的尾气
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12．设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
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B．0.1 molCH2=CH-COOH中含有双键的数目为0.1NA
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9．咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用，其结构简式如图所示．关于咖啡鞣酸的下列说法正确的是（　　）
A．分子式为C16H18O9
B．1mol咖啡鞣酸水解时可消耗8molNaOH
C．咖啡鞣酸分子中所有原子都在同一平面上
D．与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应
10．第三周期R元素的原子，其次外层的电子数为最外层电子数的2倍，则R是（　　）
A．LiB．SC．SiD．P

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