作业帮硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如下,该电池工作时反应为:4VB2+11O2→4B2O3+2V2O5.下列说法正确的是(  )

A. 电极a为电池负极

B. VB2中V的化合价为+4价

C. 电子由VB2极经KOH溶液流向a电极

D. VB2极发生的电极反应为:2VB2+22OH--22e-═V2O5+2B2O3+11H2O

解析:

硼化钒(VB2)-空气电池中,电池总反应为:4VB2+11O2→4B2O3+2V2O5,VB2在负极失电子,氧气在正极上得电子,电子从负极流向正极,据此分析.故A错误;B、V为第VB族元素,其化合价为+5价,故B错误;C、电子只在导线中移动,不能在溶液中移动,故C错误;D、负极上是VB2失电子发生氧化反应,且溶液为碱性,因此D正确。

思考:本题主要困惑在VB2的化合价判断,B元素位于第二周期第IIIA族,学生可以判断硼显+3价,而本题中B显负价, V元素位于第四周期第VB族,核外电子排布为3d34s2,副族元素具有变价,可以判断显示+2或者+5价,因此可以得出VB2中V为+5价,B2整体显示-5价,或者V为+2价,B为 -1价,均为合理推测。而V的化合价为+4价也不是没有,例如VO2也很常见(钒:元素符号 V,银白色金属,在元素周期表中属VB族,原子序数23,原子量50.9414,体心立方晶体,常见化合价为+5、+4、+3、+2)。究其本质还是化合价这一化学定义存在缺陷,

中学是物质中的原子得失的电子数或共用电子对偏移的。化合价表示原子之间互相化合时原子得失电子的数目。用于表示元素在形成化合物时表现出的一种性质。大学大学里化合价和中学的化合价定义不一样,中学的化合价在大学被定义为氧化数,而氧化数又叫氧化态,它是以化合价学说和元素电负性概念为基础发展起来的一个化学概念,它在一定程度上标志着元素在化合物中的化合状态。氧化数概念可这样定义:在单质或化合物中,假设把每个化学键中的电子指定给所连接的两原子中电负性较大的一个原子,这样所得的某元素一个原子的电荷数就是该元素的氧化数。可见,氧化数是一个有一定人为性的,经验性的概念,它是按一定规则指定了的数字,用来表征元素在化合状态时的形式电荷数(或表观电荷数)。这种形式电荷,正像它的名称所指出的那样,只有形式上的意义。

由此可知化合价的提出只是为实现理解化合物相互结合采用的一种解释,并不能真正表示物质的组成,甚至氧化数也只是为帮助人们理解化合物内部复杂结构的一种简单的假设。因此本题考察VB2的化合价无疑是不明智的,同时也提醒我们,高中化学教学中对化合价的教学一般仅限于化合价可以解释的部分,不宜过分强化,同时也告诉我们,接下来的选修三教学中原子轨道、分子结构等理论也是对于现实微观世界的解释和模拟,而这些理论也是假设的、相对的,有其局限,并不是完美的,理解这一点就不会让我们把书教死,开阔的视野更有利于学生的思考和成长。

y$o isd