Question

1．有人用全釩液流電池：VO2++V²⁺+2H⁺$?_{充電}^{放電}$VO²⁺+H₂O+V³⁺，在空氣中電解水（酸性條件下）的方法，陽(yáng)極制得臭氧，陰極制得過氧化氫，電解總方程式為3H₂O+3O₂═3H₂O₂+O₃，其中H₂O₂只為還原產(chǎn)物．下列說法正確的是（　�。�

• A． 原電池放電時(shí)正極反應(yīng)為VO₂⁺+2H⁺+e-═VO²⁺+H₂O
• B． 充電時(shí)陰極反應(yīng)為V²⁺-e-═V³⁺
• C． 電解池的陰極反應(yīng)式為3O₂+6H₂O+6e-═3H₂O₂+6OH^-
• D． 電解池中生成22.4 L O₃（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，轉(zhuǎn)移3 mol電子

Answer 1

分析 A．放電時(shí)電池反應(yīng)式為VO2++V²⁺+2H⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺，正極上VO₂⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
B．充電時(shí)電池反應(yīng)式為VO²⁺+H₂O+V³⁺=VO2++V²⁺+2H⁺，陰極上V³⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
C．電解池中陽(yáng)極反應(yīng)為3H₂O-6e^-=O₃+6H⁺，陰極反應(yīng)為6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂；
D．電解池中生成標(biāo)況下22.4L臭氧即生成1mol臭氧時(shí)，根據(jù)臭氧和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)．

解答 解：A．放電時(shí)電池反應(yīng)式為VO2++V²⁺+2H⁺=VO²⁺+H₂O+V³⁺，正極上VO₂⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為VO₂⁺+2H⁺+e-═VO²⁺+H₂O，故A正確；
B．充電時(shí)電池反應(yīng)式為VO²⁺+H₂O+V³⁺=VO2++V²⁺+2H⁺，陰極上V³⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為V³⁺+e-═V²⁺，故B錯(cuò)誤；
C．電解質(zhì)溶液呈酸性，所以陰極不能有 OH^-生成，陰極反應(yīng)為6H⁺+3O₂+6e^-=3H₂O₂，故C錯(cuò)誤；
D．電解池中生成標(biāo)況下22.4L臭氧即生成1mol臭氧時(shí)，根據(jù)3H₂O+3O₂═3H₂O₂+O₃知，轉(zhuǎn)移6mol電子，故D錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池原理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷能力，明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，易錯(cuò)選項(xiàng)是D．