Question

釩（V）及其化合物廣泛應用于工業催化、新材料和新能源等領域．

（1）V₂O₅是接觸法制硫酸的催化劑．

    ①一定條件下，與空氣反映t min后，和物質的量濃度分別為a mol/L和b mol/L, 則起始物質的量濃度為       mol/L ；生成的化學反應速率為        mol/(L·min) ．

②工業制硫酸，尾氣用_______吸收．

（2）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，其原理如題29圖所示．

①當左槽溶液逐漸由黃變藍，其電極反應式為          ．

②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由          色變為          色．

③放電過程中氫離子的作用是       和      ；充電時若轉移的電子數為3.0110²³個，左槽溶液中n(H⁺)的變化量為        ．

Answer 1

（1）①；

②氨水

（2）①

        ②綠  紫

        ③參與正極反應，通過交換膜定向移動使電流通過溶液；0.5mol

解析:

本題考查以釩為材料的化學原理題，涉及化學反應速率和電化學知識。

（1）由S守恒可得，SO₂的起始濃度為(a+b) mol/L。SO₃的速率為單位時間內SO₃濃度的變化，即b/t mol/(L·min)。SO₂可以用堿性的氨水吸收。

（2）①左槽中，黃變藍即為VO₂^＋ 生成VO²⁺，V的化合價從+5降低為+4，得一個電子，O原子減少，從圖中知，其中H^＋發生了移動，參與反應，由此可寫出電極反應式。②作為原電池，左槽得電子，而右槽則失電子。充電作為電解池處理，右槽中則為得電子，對應化合價降低，即為V³⁺生成V²⁺，顏色由綠生成紫。③由電極反應式知，H^＋參與了反應。溶液中離子的定向移動可形成電流。n=N/NA = 3.01×10²³/6.02×10²³ = 0.5mol。

【規律總結】電化學試題的分析一般是從化合價著手，對于原電池，化合價升高的作為負極，化合價降低的作為正極，兩極方程式相加即可得總反應。對于電解池，化合價升高作為陽極，降低的作為陰極。兩者之間的關系是：正極反應式顛倒即為陽極反應式，負極反應式顛倒即為陰極反應式。