题目内容
【题目】Ⅰ、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。如图是钒电池基本工作原理示意图：
请回答下列问题：
（1）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(V2＋、V3＋、VO2＋、VO
)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为 V2＋＋VO＋2H＋
VO2＋＋V3＋＋H2O。放电时的正极反应式为______________________，充电时的阴极反应式为_____________。
（2）钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________。
a．VO、VO2＋混合液 b．V3＋、V2＋混合液 c．VO溶液
d．VO2＋溶液 e．V3＋溶液 f．V2＋溶液
Ⅱ、氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气。光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置，图2为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。
（1）图1中N型半导体为__________(填“正极”或“负极”)
（2）该系统工作时，A极的电极反应式为________________
（3）若A极产生7．00gN2，则此时B极产生________L H2(标况下)。
【答案】 VO
＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O V3＋＋e－===V2＋ acd 负极 CO(NH2)2+8OH－ - 6e－= CO32－+N2+ 6 H2O 16．8
【解析】Ⅰ、（1）原电池中正极发生得到电子的还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2＋＋2H＋＋e－＝VO2＋＋H2O；充电时，阴极反应为放电时负极反应的逆反应，故为V3+得电子生成V2+的反应，电极反应式为V3＋＋e－＝V2＋；（2）充电时阳极反应式为VO2＋＋H2O－e－＝VO2＋＋2H＋，故充电完毕的正极电解液为VO2＋溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2＋溶液，因此正极电解液可能是选项acd中的微粒，答案选acd；
Ⅱ、①该电池反应时，氮元素化合价由－3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极；②A极为阳极，电极反应式为：CO(NH2)2+80H－－6e－＝CO32－+N2↑+6H2O；③A极为阳极，电极反应式为：CO(NH2)2+80H－－6e－＝CO32－+N2↑+6H2O，若A极产生7.00g即0.25molN2，则转移电子是1.5mol，此时B极产生氢气，B电极反应为：2H2O+2e－＝H2↑+2OH－，转移1.5mol电子，产生氢气的体积是： 
×22.4L/mol=16.8L。
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