Question

在能源和環保的壓力下，新能源電動汽車無疑將成為未來汽車的發展方向。如果電動汽車上使用新型釩電池，一次性充電3—5分鐘后，續航能力可達1000公里；而成本造價只有目前鋰電池的40%，體積和重量分別是鋰電池的1/25和1/10。全釩液流儲能電池是利用不同價態離子對的氧化還原反應來實現化學能和電能相互轉化的裝置，其原理如圖所示：

下列有關該釩電池的說法不正確的是：

A．該電池為可逆電池， 當左槽溶液逐漸由黃變藍時，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為綠色

C．充電過程中， H+可以通過質子交換膜向右移動，形成電流通路，并且參與電極反應

D．充電時若轉移的電子數為3.011023個，左槽溶液中n(H+)增加了0.5mol

Answer 1

A

解析試題分析：A、根據裝置圖可知，當左槽溶液逐漸由黃變藍，即VO₂⁺轉化為VO²⁺，V元素的化合價從＋5價降低到＋4價，此時該極上發生得電子的還原反應，其電極反應式為VO₂⁺+2H⁺+e^-＝VO²⁺+H₂O，但該該過程是放電過程，故A不正確；B、放電過程中右槽是負極失去電子發生氧化反應，電極反應式為V²⁺－e^-＝V³⁺，所以放電過程中，右槽溶液中溶液顏色由紫色變為綠色，B正確；C、充電過程中右槽發生還原反應，電極反應式為V³⁺+e^-＝V²⁺，因此為保持溶液的電中性，充電過程中， H⁺可以通過質子交換膜向右移動，形成電流通路，并且參與電極反應，C正確；D、充電時，左槽發生的反應為VO²⁺+H₂O－e^-＝VO₂⁺+2H⁺，當轉移電子為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，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，答案選A。
考點：考查電化學原理的有關判斷與計算