Question

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）硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是　　　，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是　　　　　　　　　　　　　。 

（2）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+、V)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2++V3++H2O+V+2H+。放电时的正极反应式为　　　　　　　　　　　　　，充电时的阴极反应式为　　　　　　　　　　　　　。放电过程中，电解液的pH　　　　　　　　　　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。 

（3）钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是　　　。 

a．V、VO2+混合液

b．V3+、V2+混合液

c．V溶液

d．VO2+溶液

e．V3+溶液

f．V2+溶液

（4）能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是　　　。 

 

Answer 1

（1）电解质溶液　抑制硫酸亚铁的水解

（2）V+2H++e-VO2++H2O　V3++e-V2+　升高

（3）acd （4）H+

【解析】

试题分析： （1）传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。（2）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V+2H++e-VO2++H2O；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）充电时阳极反应式为VO2++H2O-e-V+2H+，故充电完毕的正极电解液为V溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2+溶液，故正极电解液可能是选项acd。（4）充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H+可以通过隔膜。

考点：燃料电池