电化学真题梳理 | 液流电池:氧化还原能力→充电、放电的判断

今天的封面特意选了「竹子」，虽然与液流电池的内容不怎么相关，但是我喜欢，尤其是这几天（所谓“宁可食无肉，不可居无竹”，出自苏东坡的诗，昨天和老江在群里蛐蛐，粽子给起的副标题）。

好了，抒发完开始干活。这篇文章梳理的是液流电池，在2025年的河南卷和山东卷中均有考查。关于液流电池，鲁科版教材是以全钒液流电池为例引出的，其应用重在储能。在我看来，液流电池的储液罐就相当于电池的“移动硬盘”，可以按需扩容。

通常来说，液流电池会涉及充电、和放电两个过程。有些题目只考一个，比如河南卷考的是电解池，这种情况下电极作阴极，还是阳极，就比较好判断。

有些题目是两个都考，比如山东卷的全铁液流电池，这时就可能需要我们根据物质的变化来区分充电过程和放电过程。接下来就以山东卷为例，来梳理如何区分以上两个过程（题目本身不难，但重要的是角度）。

根据图示，a极进行Fe和Fe²⁺的相互转化，b极进行Fe³⁺和Fe²⁺的相互转化。当a极进行氧化反应时，b极进行还原反应，即Fe→Fe²⁺对应Fe³⁺→Fe²⁺。反之亦然，当a极进行Fe²⁺→Fe时对应b极进行Fe²⁺→Fe³⁺。这个逻辑很简单，但关键是，哪组氧化-还原反应对应放电过程呢？

放电要选自发的！根据氧化性的强弱，Fe³⁺可以氧化Fe，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺能自发进行，因此该总反应对应放电过程，反过来，3Fe²⁺=2Fe³⁺+Fe为充电时的总反应。根据放电时2Fe³⁺~3Fe²⁺，每减少1mol Fe³⁺，理论上增加1.5mol Fe²⁺（D错误）。

此外，中间隔膜需为阴离子交换膜，防止Fe³⁺进入左室直接与负极上的Fe反应。想想看，如果是阳离子膜，那直接乱成一锅粥了……所谓原电池，氧化反应和还原反应还是分开的好（不是说不行）。

小结：关于液流电池，自发的氧化还原反应是判断放电过程的关键。从氧化还原能力→自发性，这条逻辑线其实很长：氧化还原能力→电极电势→电池的电动势E→ΔG与E的关系（能斯特方程）→自发性，高中化学没办法说清楚的细节，在大学里等你，以下是人教版教材的截图。

最后，祝各位假期愉快，劳动节不需要劳动最好！

🐳敬上~~~