Question

15．鈉硫電池以熔融金屬Na、熔融S和多硫化鈉（Na₂S_X）分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，多孔固體Al₂O₃陶瓷（可傳導(dǎo)Na⁺）為電解質(zhì)，其原理如圖所示：Na₂S_X$?_{放電}^{充電}$2Na+xS  （3＜x＜5）

物質(zhì)	Na	S	Al2O3
熔點(diǎn)/℃	97.8	115	2050
沸點(diǎn)/℃	892	444.6	2980

（1）根據(jù)表數(shù)據(jù)，判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)為C（填字母序號(hào)）．
A．100℃以下    B．100℃～300℃C．300℃～350℃D．350℃～2050℃
（2）關(guān)于鈉硫電池，下列說(shuō)法正確的是ACD（填字母序號(hào)）．
A．放電時(shí)，電極A為負(fù)極
B．放電時(shí)，Na⁺的移動(dòng)方向?yàn)閺腂到A
C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為 2Na-2e^-=2Na⁺
D．充電時(shí)電極B的電極反應(yīng)式為S_X^2--2e^-=xS
（3）25℃時(shí)，若用鈉硫電池作為電源電解200mL 0.2mol/L NaCl溶液，當(dāng)溶液的pH變?yōu)閘3時(shí)，電路中通過(guò)的電子的物質(zhì)的量為0.02mol，兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為0.92g．（假設(shè)電解前兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量相等且忽略體積變化）

Answer 1

分析 （1）原電池工作時(shí)，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)；
（2）Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng)，應(yīng)生成S，以此解答；
（3）電解NaCl溶液的反應(yīng)式為，2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，每生成2molNaOH轉(zhuǎn)移電子2mol，當(dāng)溶液的pH變?yōu)閘3時(shí)，c（OH^-）=0.1mol/L，生成NaOH物質(zhì)的量為0.02mol，轉(zhuǎn)移電子0.02mol；據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)計(jì)算質(zhì)量變化．

解答 解：（1）原電池工作時(shí)，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，則溫度應(yīng)高于115℃而低于444.6℃，只有c符合，故答案為：C；
（2）A、放電時(shí)，Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，故A正確；
B、陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即從A到B，故B錯(cuò)誤；
C、A為負(fù)極，放電時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，2Na-2e^-=2Na⁺，故C正確；
D、充電時(shí)，是電解池反應(yīng)，B為陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)為：S_x^2--2e^-=xS，故D正確；
故答案為：ACD；
（3）電解NaCl溶液的反應(yīng)式為，2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，每生成2molNaOH轉(zhuǎn)移電子2mol，當(dāng)溶液的pH變?yōu)閘3時(shí)，c（OH^-）=0.1mol/L，溶液的體積為200mL，所以生成NaOH物質(zhì)的量為0.02mol，轉(zhuǎn)移電子0.02mol；轉(zhuǎn)移0.02mol電子，負(fù)極Na質(zhì)量減少0.46，正極質(zhì)量變化0.46g，兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為0.92g，
故答案為：0.02；0.92．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握原電池的工作原理以及電極方程式的書寫，答題時(shí)注意體會(huì)，難度不大．