题目内容
钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化，新材料和心能源等领域．（1）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，已知：该电池中的电解质溶液呈酸性，溶液中各离子的颜色如下：V2+：紫色，V3+：绿色，VO2+：蓝色，VO2+：黄色．
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为
②放电过程中，右槽溶液颜色逐渐由
（2）外接电源是一个原电池装置，其负极通入的是甲烷，正极通入的是空气，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为
考点：电解原理
专题：
分析：（1）①当左槽溶液逐渐由黄（VO2+）变蓝（VO2+），发生还原反应，应为原电池的正极；
②放电过程中，为原电池，右槽电极为负极，发生氧化反应；
（2）燃料电池负极燃料甲烷失去电子发生氧化反应，和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
正极氧气得到电子发生还原反应，依据正极的电极反应式计算需要空气的体积．
②放电过程中，为原电池，右槽电极为负极，发生氧化反应；
（2）燃料电池负极燃料甲烷失去电子发生氧化反应，和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
正极氧气得到电子发生还原反应，依据正极的电极反应式计算需要空气的体积．
解答：
解：（1）①当左槽溶液逐渐由黄（VO2+）变蓝（VO2+），VO2+得到电子发生还原反应，为原电池的正极，电极反应式为：VO2++2H++e-=VO2++H2O；
故答案为：VO2++2H++e-=VO2++H2O；
②放电过程中，为原电池，右槽电极为负极，V2+失去电子发生氧化反应生成V3+，颜色由紫色变为绿色；
故答案为：紫；绿；
（2）甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH4+10OH--8e-=C032-+7H20；
正极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，当电路中通过0.6mol电子时，设需要空气的体积为V则：
O2+4e-+2H2O=4OH-
22.4L 4
V×20% 6mol 22.4：0.2V=4：6 解得V=168L；
故答案为：CH4+10OH--8e-=C032-+7H20；168．
故答案为：VO2++2H++e-=VO2++H2O；
②放电过程中，为原电池，右槽电极为负极，V2+失去电子发生氧化反应生成V3+，颜色由紫色变为绿色；
故答案为：紫；绿；
（2）甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH4+10OH--8e-=C032-+7H20；
正极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，当电路中通过0.6mol电子时，设需要空气的体积为V则：
O2+4e-+2H2O=4OH-
22.4L 4
V×20% 6mol 22.4：0.2V=4：6 解得V=168L；
故答案为：CH4+10OH--8e-=C032-+7H20；168．
点评：本题考查了原电池、电解池电极反应式的书写和相关计算，明确原电池、电解池工作原理，把握电子转移数守恒是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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| 1173K |
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