题目

题型：不详难度：来源：

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．V₂O₅是接触法制硫酸的催化剂．
（1）一定条件下，SO₂ 与空气反应t min后，SO₂ 和SO₃物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，则SO₂ 起始物质的量浓度为______mol/L；生成SO₃的化学反应速率为______．
（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对，发生氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的，其装置原理如图：
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为______．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由______色变为______色．
③充电时若转移的电子数为3.01×10²⁴个，左槽溶液中n（H⁺）的变化量为______ mol．

答案

（1）2SO₂+O₂

催化剂 .

△

 2SO₃
    始：x               0
    转：b               b
    平：a               b
x-b=a，x=a+b，故x=a+b，
v（SO₃）=

c

t

=

b mol/L

t min

=

b

t

mol/（L•min）
故答案为：a+b；

b

t

mol/（L•min）；
（2）①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，说明此时为原电池，且为原电池的正极．
故答案为：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O；
②充电过程中，右槽连接的是电源负极，为电解池的阴极，电极反应式为V³⁺+e^-=V²⁺，V³⁺为绿色，V²⁺为紫色，
故可以看到右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色．
故答案为：绿；紫；
③充电时，左槽发生的反应为VO²⁺+H₂O=VO₂⁺+2H⁺+e^-，当转移电子为3.01×10²⁴个即为5 mol电子时，生成氢离子为10 mol，此时氢离子参与正极反应，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5mol电子，则左槽溶液中n（H⁺）的变化量为10mol-5mol=5mol，
故答案为：5．