2013年高考化學(xué) 回扣知識、夯實(shí)基礎(chǔ)隨堂演練 1-2-5電化學(xué)原理

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1、 2013年高考化學(xué)回扣知識、夯實(shí)基礎(chǔ)隨堂演練：1-2-5電化學(xué)原理 1．(2012年高考四川卷)一種基于酸性燃料電池原理設(shè) 計(jì)的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．檢測時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動 B．若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣 C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析：審題是關(guān)鍵，反應(yīng)是在酸性電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的。在原電池中，陽離子要往正極移

2、動，故A錯(cuò)；因電解質(zhì)溶液為酸性的，不可能存在OH－，故正極的反應(yīng)式為：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，轉(zhuǎn)移4 mol電子時(shí)消耗1 mol O2，則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)消耗2.24 L O2，故B、D錯(cuò)；電池反應(yīng)式即正負(fù)極反應(yīng)式的和，將兩極的反應(yīng)式相加可知C正確。 答案：C 2．(2012年銀川模擬)下列說法正確的是(　　) A．金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被還原的過程 B．鋼鐵吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．鍍鋅鐵皮的鍍層損壞后，鐵更容易腐蝕 D．氯堿工業(yè)中，陽極發(fā)生的反應(yīng)為：2Cl－－2e－===Cl2↑ 解析：金屬原子失去電子被氧

3、化；鋼鐵吸氧腐蝕負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；鋅比鐵活潑，可以保護(hù)鐵。 答案：D 3．(2012年福州質(zhì)檢)能夠使反應(yīng)Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑發(fā)生的是(　　) A．用銅片作陰、陽極，電解氯化銅溶液 B．用銅片作陰、陽極，電解硫酸鉀溶液 C．銅鋅合金在潮濕空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕 D．銅片和碳棒用導(dǎo)線相連后同時(shí)插入一燒杯內(nèi)的氯化鈉溶液中 解析：通常條件下Cu是不能與水反應(yīng)而置換出氫氣的，所以只能是在電解條件下被動發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，且Cu必須作陽極而失電子，陰極材料沒有特別要求，但需要滿足H＋在陰極得電子析出的要求。A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；銅鋅合金在潮濕空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋅

4、失電子被氧化而腐蝕，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D選項(xiàng)中是Cu與空氣中的O2形成的原電池，不能析出氫氣，D選項(xiàng)錯(cuò)。 答案：B 4．如圖為一電化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置。其中裝置D為用加有酚酞的淀粉碘化鉀溶液濕潤的長條濾紙，a、b、c、d為Pt片。整套裝置工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)Pt片d的周圍變?yōu)樗{(lán)色。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A．Pt片c上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，c周圍變?yōu)榧t色 B．b電極周圍有白色沉淀生成 C．Z單質(zhì)的金屬活動性較Cu強(qiáng) D．裝置A、B之間倒置的U形管，是溝通兩裝置的離子通道 解析：d極周圍變藍(lán)色，說明有I2生成，即d極發(fā)生的電極反應(yīng)為2I－－2e－===I2，故d極

5、為電解池的陽極，c為陰極。由此推出：Cu極為原電池的負(fù)極，Z極為正極；a為裝置C的陽極，b為陰極。c極電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，消耗H＋破壞了水的電離平衡，OH－濃度增大，電極周圍呈堿性，酚酞變紅色，A對；裝置C中H＋在b極放電，b極周圍生成Mg(OH)2白色沉淀，B對；在原電池中，不活潑金屬為電池的正極，故Z的金屬活動性較Cu弱，C錯(cuò)；在電池工作的過程中，離子濃度發(fā)生變化，故倒置的U形管起平衡兩裝置的離子濃度的作用，D對。 答案：C 5．(2012年高考山東卷)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下： (1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的__

6、______吸收。 a．濃H2SO4　b．稀HNO3　c．NaOH溶液　d．氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在________(填離子符號)，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是______(注明試劑、現(xiàn)象)。 (3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為________。 (4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是________。 a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng) c．溶液中Cu2＋向陽極移動 d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等

7、金屬 (5)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)為________。 解析：(1)冰銅(mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說明含有Fe3＋。可利用Fe2＋的還原性來檢驗(yàn)溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2＋。(3)Al具有較強(qiáng)還原性，高溫下與Cu2O反應(yīng)可制得Cu：2Al＋3Cu2OAl2O3＋6Cu。(4)以CuSO

8、4溶液為電解質(zhì)溶液電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極(發(fā)生氧化反應(yīng))，精銅作陰極(Cu2＋發(fā)生還原反應(yīng))，較活潑金屬(Al、Zn、Cu)在陽極被氧化，不活潑金屬(Au、Pt、Ag)在陽極附近沉積，形成陽極泥，電解質(zhì)溶液中Cu2＋向陰極移動。電解過程中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能。(5)據(jù)電池反應(yīng)可知， Cu作負(fù)極，電極反應(yīng)為2Cu－4e－===2Cu2＋，則正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 答案：(1)cd　(2)Fe3＋　取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色　(3)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu　(4)bd　(5)4H＋＋O2＋4e－===2H2O 6．(創(chuàng)新預(yù)測

9、)N2O5是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。 寫出石墨Ⅰ電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：___________________________ _______________________________________________________________。 在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為___________________________ _______________________________________________________

10、_______。 解析：通入H2的電極為負(fù)極，H2失電子后生成H＋，與CO反應(yīng)，故石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：H2＋CO－2e－===H2O＋CO2；電解池中陽極：N2O4＋2HNO3－2e－===2N2O5＋2H＋。 答案：H2＋CO－2e－===H2O＋CO2 N2O4＋2HNO3－2e－===2N2O5＋2H＋ 一、選擇題 1．(2012年高考北京卷)人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。如圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是(　　) A．該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程 B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生

11、 C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng) D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH 解析：催化劑a表面發(fā)生的反應(yīng)相當(dāng)于原電池的負(fù)極反應(yīng)，其電極反應(yīng)為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，而催化劑b表面的反應(yīng)相當(dāng)于原電池的正極反應(yīng)，其電極反應(yīng)為CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，由于a附近生成了H＋，而b附近消耗了H＋，故C不正確。 答案：C 2．(2012年南昌模擬)目前常見的燃料電池主要有四種，下列是這四種燃料電池的工作原理示意圖，其中正極的反應(yīng)產(chǎn)物為水的是(　　) 解析：選項(xiàng)A正極氧氣得電子，產(chǎn)物為O2－；選項(xiàng)B正極氧氣得電子，參與正極反應(yīng)

12、的還有水，故正極產(chǎn)物為OH－；選項(xiàng)C正極氧氣得電子，反應(yīng)物還有從負(fù)極遷移過來的H＋，故正極產(chǎn)物為水；選項(xiàng)D正極氧氣得電子，反應(yīng)物還有CO2，二者在正極的反應(yīng)產(chǎn)物為CO。 答案：C 3．某同學(xué)按如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。A、B為兩種常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于水。當(dāng)K閉合時(shí)，在交換膜處SO從右向左移動。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．電解一段時(shí)間后，向Ⅱ裝置通入適量的HCl氣體可以恢復(fù) B．反應(yīng)初期，y電極周圍出現(xiàn)白色沉淀 C．B電極質(zhì)量增加 D．x電極產(chǎn)生氣泡，且生成1 mol氣體的同時(shí)，有1 mol A參與反應(yīng) 解析：由于裝置Ⅱ中兩極材料相同，不符合構(gòu)成原電池的條件，因此可判斷

13、出裝置Ⅰ是原電池，裝置Ⅱ是電解裝置，根據(jù)已知“SO從右向左移動”可判斷出A是負(fù)極，電極反應(yīng)式為A－2e－===A2－，B是正極，電極反應(yīng)式為B2－－2e－===B，y作陽極，x作陰極，用惰性電極電解AlCl3溶液的總反應(yīng)方程式為2AlCl3－6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑。根據(jù)電解的總反應(yīng)式和質(zhì)量守恒可知選項(xiàng)A正確。根據(jù)得失電子守恒可知選項(xiàng)D也正確。 答案：B 4．(2012年高考安徽卷)某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。 下列有關(guān)描述正確的是(　　) A．?dāng)嚅_K2

14、，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為：2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑ B．?dāng)嚅_K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅 C．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)式為：Cl2＋2e－===2Cl－ D．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，石墨電極作正極 解析：解答本題時(shí)應(yīng)特別注意，金屬Cu在電解池和原電池中作何種電極。 當(dāng)斷開K2，閉合K1時(shí)為電解池，由于兩極都有氣泡冒出，故相當(dāng)于惰性電極電解飽和食鹽水，故銅作陰極而石墨作陽極，陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，電池總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－，A、B都錯(cuò)；當(dāng)斷開K1，閉合K2時(shí)組成原電池，銅作負(fù)極而石墨

15、作正極，銅電極的電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，故C錯(cuò)而D正確。 答案：D 5．(2011年高考安徽卷)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是(　　) A．正極反應(yīng)式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子 C．Na＋不斷向“水”電池的負(fù)極移動 D．AgCl是還原產(chǎn)物 解析：由電池總反應(yīng)式可知，Ag在負(fù)極失去電子，生成氧化產(chǎn)物AgCl

16、，每生成2 mol AgCl，即生成1 mol Na2Mn5O10時(shí)，轉(zhuǎn)移2 mol電子，故A、D錯(cuò)誤，B正確；Na＋應(yīng)向電池的正極移動，C錯(cuò)誤。 答案：B 6．(2012年荊州模擬)被稱之為“軟電池”的紙質(zhì)電池，采用一個(gè)薄層紙片作為傳導(dǎo)體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。電池總反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。下列說法正確的是(　　) A．電池正極反應(yīng)式為2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ B．電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極 C．當(dāng)0.1 mol Zn完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為1.204×1023 D．

17、該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化作用 解析：負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，由電池總反應(yīng)式知正極反應(yīng)式為2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－，選項(xiàng)A對；MnO2為反應(yīng)物不是催化劑，選項(xiàng)D錯(cuò)；電解液靠陰、陽離子導(dǎo)電，外電路中電子流向?yàn)樨?fù)極到正極，選項(xiàng)B、C錯(cuò)。 答案：A 7．(2012年大慶模擬)1 L某溶液中含有的離子如下表： 離子 Cu2＋ Al3＋ NO Cl－ 物質(zhì)的量濃度 (mol/L) 1 1 a 1 用惰性電極電解該溶液，當(dāng)電路中有3 mol e－通過時(shí)(忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)，下列說法正確

18、的是(　　) A．電解后溶液的pH＝0 B．a(chǎn)＝3 C．陽極生成1.5 mol Cl2 D．陰極析出的金屬是銅與鋁 解析：根據(jù)離子的放電順序及電子守恒可知：陰極：1 mol銅離子先放電，然后1 mol氫離子放電(鋁離子不放電)，溶液中產(chǎn)生氫離子濃度為1 mol/L，故A正確，D不正確。陽極氯離子放電只能產(chǎn)生0.5 mol氯氣，C不正確。根據(jù)電荷守恒可推知a應(yīng)等于4。 答案：A 二、非選擇題 8．(2012年高考重慶卷)尿素[CO(NH2)2]是首個(gè)由無機(jī)物人工合成的有機(jī)物。 (1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為_________________

19、_______。 (2)當(dāng)氨碳比＝4時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如題圖1所示。 ①A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)________B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正(CO2)(填“大于”“小于”或“等于”)。 ②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為________。 (3)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如題圖2。 ①電源的負(fù)極為________(填“A”或“B”)。 ②陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為________、________。 ③電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將________；若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則除去的尿素為________g(忽略氣體

20、的溶解)。 解析：本題涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電化學(xué)等相關(guān)知識，注重考查學(xué)生分析和綜合應(yīng)用知識的能力。 (1)由原子守恒配平。 (2)①由圖1知：B點(diǎn)為平衡狀態(tài)：v正＝v逆，v逆為最大點(diǎn)，故A點(diǎn)v逆(CO2)小于B點(diǎn)v正(CO2)。 ②B點(diǎn)：CO2＋　2NH3  CO(NH2)2＋H2O 開始： 1 mol 4 mol 0 0 變化： 0.6 mol 1.2 mol 0.6 mol 0.6 mol NH3的平衡轉(zhuǎn)化率＝×100%＝30%。 (3)①由圖2產(chǎn)生Cl2極為陽極知A為正極，B為負(fù)極。

21、②陽極室發(fā)生的反應(yīng)依次為2Cl－－2e－===Cl2↑。 由產(chǎn)物CO2、N2知CO(NH2)2在此室反應(yīng)被氧化，CO(NH2)2―→CO2＋N2，發(fā)生還原反應(yīng)的為Cl2。故方程式為CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl。 ③陰極室2H＋＋2e－===H2↑。 陽極室產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室，從而使陰極室H＋濃度保持不變。pH與電解前相比不變。 兩極共收集到的氣體n(氣體)＝＝0.6 mol 陽極　 陰極 0．6 mol　　　m[CO(NH2)2] m[CO(NH2)2]＝＝7.2 g 答案：(1)2NH3＋CO2

22、 CO(NH2)2＋H2O (2)①小于?、?0%　(3)①B?、?Cl－－2e－===Cl2↑　CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl ③不變　7.2 9．(1)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕簡單示意圖如下，將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的簡單示意圖，請?jiān)谟覉D虛線框內(nèi)作出修改，并用箭頭標(biāo)出電子流動方向。 (2)寫出修改前的鋼鐵吸氧腐蝕裝置中石墨電極的電極反應(yīng)式___________________________________________________________________。 (3)高鐵酸鉀(K2FeO4)可用作凈水

23、劑，也可用于制造高鐵電池。高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 該電池放電時(shí)正極反應(yīng)式為_______________________________________。 用該電池電解100 mL 1 mol·L－1的AgNO3溶液，當(dāng)電路中通過0.1 mol電子時(shí)，被電解溶液的pH為________(溶液體積變化忽略不計(jì))。 (4)氧化亞銅是一種半導(dǎo)體材料，常用作制造整流器的材料，還可以用于光照條件下水分解的催化劑和農(nóng)作物的殺菌劑。用如圖裝置可制

24、得氧化亞銅，試寫出陽極的電極反應(yīng)式_______________________________________________ _______________________________________________________________。 解析：(1)可將兩極之間接入直流電源，并使鐵連接電源的負(fù)極。 (2)鋼鐵吸氧腐蝕，石墨為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)高鐵電池放電時(shí)正極上K2FeO4獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；用該電池電解100 mL 1 mol·L－1的AgNO3

25、溶液，當(dāng)電路中通過0.1 mol電子時(shí)，溶液中就生成0.1 mol H＋，c(H＋)＝0.1 mol/0.1 L＝1 mol/L，pH＝0。 (4)陽極發(fā)生反應(yīng)：2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O。 答案： (1) (2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－　0 (4)2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O 10．(2012年黃岡模擬)鋰－空氣電池能夠提供相當(dāng)于普通鋰離子電池10倍的能量，因此它是最有前途的電池技術(shù)之一。如圖是鋰－空氣電池放電和充電時(shí)的工作示意圖。 (1)圖Ⅰ中電極a是_

26、_______極。 (2)電池中間的固體電解質(zhì)(含陽離子交換膜)還能阻止H2O、N2、O2等物質(zhì)的通過，防止Li和這些物質(zhì)反應(yīng)。Li和水在常溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _______________________________________________________________。 (3)當(dāng)給圖Ⅱ中的鋰－空氣電池充電時(shí)，d極應(yīng)接電源的________極，該電極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________。 (4)可用石墨為電極，用該電池電解提純氫氧化鉀電解液。電解池內(nèi)的陽離子交換膜只允許陽離子通過，其工作

27、原理如圖Ⅲ所示。 ①該電解池的陰極反應(yīng)式為__________________________________； ②除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從出口________(填“A”或“B”)導(dǎo)出。 解析：(1)圖Ⅰ中a電極為鋰失電子，故為負(fù)極。 (2)鋰是較活潑的堿金屬，與水反應(yīng)的方程式跟鈉與水反應(yīng)類似。 (3)充電時(shí)原電池兩極發(fā)生的反應(yīng)與放電時(shí)相反，d極應(yīng)接充電電源的正極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。 (4)陰極上反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，左側(cè)鉀離子通過陽離子交換膜進(jìn)入右室，形成純凈的氫氧化鉀溶液，并從B口導(dǎo)出。 答案：(1)負(fù) (2)2Li＋2H2O

28、===2LiOH＋H2↑ (3)正　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (4)①2H＋＋2e－===H2↑?、贐 11．(2010年高考重慶卷節(jié)選)釩(V)及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域。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。 (1)當(dāng)左槽溶液顏色逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為________。 (2)充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由________色變?yōu)開_______色。 (3)放電過程中氫離子的作用是______和________；充電時(shí)若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×1023個(gè)，左槽溶液中n(H

29、＋)的變化量為________。 解析：(1)由題意知：左槽中溶液顏色由黃變藍(lán)則需VO→VO2＋，同時(shí)定向移動過來的H＋也參與電極反應(yīng)。故有： VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O。 (2)充電時(shí)，右槽中的陽離子得電子，故V3＋→V2＋，溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙? (3)放電時(shí)，裝置為原電池，H＋向正極方向移動，并參與正極反應(yīng)。同時(shí)通過H＋的定向移動，在電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生電流。充電時(shí)，左槽中電極反應(yīng)方程式為VO2＋H2O－e－===VO＋2H＋，故轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5 mol時(shí)，n(H＋)===1 mol。由于交換膜只允許H＋通過，故等體積的兩槽中n(H＋)的變化量共為1 mol，所以左糟中n(H＋)的變化量為0.5 mol。 答案：(1)VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O (2)綠　紫 (3)參與正極反應(yīng)　通過交換膜定向移動使電流通過溶液　0.5 mol