Question

在能源和環(huán)保的壓力下，新能源電動汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向．如果電動汽車上使用新型釩電池，一次性充電3-5分鐘后，續(xù)航能力可達(dá)1000公里；而成本造價(jià)只有目前鋰電池的40%，體積和重量分別是鋰電池的

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和

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．全釩液流儲能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示：

下列有關(guān)該釩電池的說法不正確的是（　　）

• A、該電池為可逆電池，當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)時，為充電過程，此時左槽溶液pH值升高
• B、放電過程中，右槽溶液中溶液顏色由紫色變?yōu)榫G色
• C、充電過程中，H⁺可以通過質(zhì)子交換膜向右移動，形成電流通路，并且參與電極反應(yīng)
• D、充電時若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×10²³個，左槽溶液中n（H⁺）增加了0.5mol

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：A．當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，V元素的化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?4價(jià)，該電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
B．放電過程中，右槽為原電池負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
C．充電過程中，氫離子向陰極移動；
D．充電時，若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×10²³個即物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和氫離子的物質(zhì)的量之間的關(guān)系式判斷．

解答： 解：A．當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，V元素的化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?4價(jià)，該電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，氫離子參加反應(yīng)而使溶液中氫離子濃度減小，導(dǎo)致溶液pH增大，該過程為放電過程，故A錯誤；
B．放電過程中，右槽為原電池負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液由紫色變?yōu)榫G色，故B正確；
C．充電過程中，右槽為陰極，H⁺可以通過質(zhì)子交換膜向右移動，形成電流通路，并且參與電極反應(yīng)，故C正確；
D．充電時，左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO²⁺+H₂O═VO₂⁺+2H⁺+e^-，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子為3.01×10²³個即為0.5mol電子時，生成氫離子為1mol，此時氫離子參與正極反應(yīng)，通過交換膜定向移動使電流通過溶液，溶液中離子的定向移動可形成電流，通過0.5mol電子，則左槽溶液中n（H⁺）的變化量為1mol-0.5mol=0.5mol，故D正確；
故選A．

點(diǎn)評：本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)外接電源正負(fù)極確定該裝置正負(fù)極或陰陽極，再結(jié)合電極反應(yīng)式來分析解答即可，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，難度中等．