“9.11”事件后，各国从国家安全出发，金属钒（V）已成为本世纪最重要的战略储备...

“9.11”事件后，各国从国家安全出发，金属钒（V）已成为本世纪最重要的战略储备资源之一，V及其化合物有着广泛的用途，其地位和作用长期不可替代。

（1）V2O5可作为硫酸工业中2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）的催化剂，其催化原理如图所示。过程a、b的化学方程式如下：

过程a：V2O5+SO2V2O4+SO3

过程b：V2O4+O2+2SO2 2VOSO4

则过程c的化学方程式表示为：_________。

（2）已知下列气态分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下表：

化学键	S=O（SO2）	S=O（SO3）	O=O（O2）
能量/kJ	535	472	496

则反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H=________。

（3）工业上采用高温（550℃左右）煅烧NH4VO3的方法制取V2O5，写出该制备反应的化学方程式：__。

（4）全钒液流电池（简称钒电池）是一种新型酸性硫酸盐电池。钒电池结构如图所示。已知：充电过程中，左槽溶液由绿色变为紫色。回答下列问题：

VO黄色 VO2+蓝色 V3+绿色 V2+紫色

①放电时，电极______（填“a”或“b”）为正极，发生的电极反应为：____；

②充电过程中，若质子交换膜右侧电解液中n（H+）的变化量为0.25mol。则转移电子的物质的量为____ mol。

③VO2+离子可由钒同价态的简单阳离子完全水解得到，该水解反应的离子方程式为：_______。

2VOSO4 V2O5+SO2+SO3 -196kJ•mol-1 2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O↑ b VO+e-+2H+＝VO2++H2O 0.25 V4++H2O＝VO2++2H+ 【解析】（1）由盖斯定律可知，过程a+过程b+过程c得到总反应方程式2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），由此得到过程c的方程式；（2）反应热△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和；（3）由题意可知，NH4VO3在550℃左右时煅烧发生分解反应生成V2O5 、NH3和H2O；（4）由充电过程中，左槽溶液由绿色变为紫色可知，左侧电极为电解池的阴极，右侧为电解池的阳极，则放电时，左侧a电极为原电池的负极，右侧b电极为原电池的正极。（1）由盖斯定律可知，过程a+过程b+过程c得到总反应方程式2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），过程a的方程式为V2O5+SO2V2O4+SO3、过程b的方程式为V2O4+O2+2SO2 2VOSO4，则过程c的方程式为2VOSO4 V2O5+SO2+SO3，故答案为：2VOSO4 V2O5+SO2+SO3；（2）反应热△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和，由题给数据可得反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H=(2×2×535kJ/mol+496kJ/mol)—472kJ/mol×3×2=—196 kJ/mol，故答案为：—196 kJ/mol；（3）由题意可知，NH4VO3在550℃左右时煅烧发生分解反应生成V2O5 、NH3和H2O，反应的化学方程式为2NH4VO3 V2O5 +2NH3↑+H2O↑，故答案为：2NH4VO3 V2O5 +2NH3↑+H2O↑；（4）①由充电过程中，左槽溶液由绿色变为紫色可知，左侧电极为电解池的阴极，右侧为电解池的阳极，则放电时，左侧a电极为原电池的负极，右侧b电极为原电池的正极，酸性条件下，VO2+在正极得到电子发生还原反应生成VO2+，电极反应式为VO2++e-+2H+＝VO2++H2O，故答案为：b；VO2++e-+2H+＝VO2++H2O； ②充电过程中，氢离子通过质子交换膜向左侧移动，若质子交换膜右侧电解液中n(H+)的变化量为0.25mol，说明放电时生成0.5mol氢离子，由电极反应式可知转移电子的物质的量为0.5mol×=0.25mol，故答案为：0.25； ③由信息可知，V4+在溶液中水解生成VO2+，使溶液呈酸性，水解的离子方程式为V4++H2O＝VO2++2H+，故答案为：V4++H2O＝VO2++2H+。

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考点分析：

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