Question

全钒液流电池，简称钒电池，它的电能是以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应。电池总反应为VO²⁺+V³⁺+H₂OV²⁺+VO₂⁺+2H⁺。下图是钒电池基本工作原理示意图。下列说法错误的是

A. 电池完全放电后，正、负极分别为VO²⁺和V³⁺离子溶液

B. 放电时，负极反应式为V²⁺-e^-=V³⁺

C. 充电过程中，负极电解液的pH不变

D. 充电时，阳极反应式为VO²⁺+H₂O-e^-=VO₂⁺+2H⁺

Answer

C

【解析】放电的反应为：V2++VO2++2H+ = VO2++V3++H2O，所以正极为VO2+得电子转化为VO2+；负极为V2+失电子转化为V3+；因此电池完全放电后，正、负极分别为VO2+和V3+离子溶液。选项A正确。放电的负极是V2+失电子转化为V3+，所以选项B正确。充电的负极反应（阴极），实际是将放电的负极反应倒过来就可以，即为：V3+ + e- = V2+，但是注意采用质子交换膜作为电池组的隔膜，所以反应中氢离子会透过质子交换膜向阴极移动，所以负极的电解液的pH会减小，选项C错误。放电的总反应减去选项B中的负极反应，得到正极反应为：VO2++2H++ e-=VO2++H2O，将其倒过来就是电解（充电）的阳极：VO2++H2O-e-=VO2++2H+，选项D正确。