钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域.-查字典问答网
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  钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域.(1)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原理如图所示.①

  钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域.

  (1)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原理如图所示.

  ①若左槽溶液颜色逐渐由蓝变黄,其电极反应式为___.

  ②放电过程中,右槽溶液颜色逐渐由___色变为___色.

  ③放电过程中氢离子的作用是:通过交换膜定向移动使电流通过溶液形成闭合回路和___;

  ④若充电时,左槽溶液中n(H+)的变化量为2mol,则反应转移的电子为___.

  (2)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒).持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷的体积为V L.

  ①0<V≤44.8L时,电池总反应方程式为___;

  ②44.8L<V≤89.6L时,负极电极反应为___;

  ③V=67.2L时,溶液中离子浓度大小关系为___.

1回答
2020-05-25 01:54
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李瑞杰

  (1)①左槽溶液逐渐由蓝变黄,VO2+转变为VO2+,发生氧化反应,应为电解池的阳极,其电极反应式为VO2++H2O-e-=VO2++2H+,

  故答案为:VO2++H2O-e-=VO2++2H+;

  ②放电过程中,右槽为负极,发生氧化反应,由V2+生成V3+,溶液颜色由紫色变为蓝色,故答案为:紫;蓝;

  ③放电过程中,电极反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O,氢离子的作用是充电时,参与正极反应,通过交换膜定向移动使溶液成电中性,故答案为:参与正极反应;

  ④充电时,左槽发生的反应为VO2++H2O=VO2++2H++e-,当转移电子为1mol电子时,生成氢离子为2mol,此时氢离子参与向阴极移动,通过交换膜定向移动使电流通过溶液,溶液中离子的定向移动可形成电流,通过1mol电子,则左槽溶液中n(H+)的变化量为2mol-1mol=1mol,所以槽溶液中n(H+)的变化量为2mol,则反应转移的电子数为2mol,

  故答案为:2mol;

  (2)①n(KOH)=2mol/L×1L=2mol,该装置是燃料电池,负极上甲烷失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,根据原子守恒得0<n(CO2)≤1mol,二氧化碳不足量,则反应生成碳酸钾,电池总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,

  故答案为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;

  ②根据原子守恒得2mol<n(CO2)≤4mol,反应生成碳酸氢钾,负极反应式为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-,

  故答案为:CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-;

  ③当V=67.2L时,n(CO2)=3mol,设碳酸钾的物质的量为x、碳酸氢钾的物质的量为y,根据K原子、C原子守恒得

  x+y=32x+y=4

2020-05-25 01:58:45

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