目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池--鈉硫電池,它是以熔融的鈉、硫?yàn)閮蓸O,以Na+導(dǎo)電的β-Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì),反應(yīng)式為:
(1)電時正負(fù)極的電極反應(yīng)式:正極反應(yīng)式:
xS+2e-=Sx2-;
xS+2e-=Sx2-;
;負(fù)極反應(yīng)式:
2Na-2e-=2Na+
2Na-2e-=2Na+

(2)用該電池作電源進(jìn)行電解含有0.2mol CuSO4和0.2molNaCl的混合溶液500ml時:若此電池工作一段時間后消耗23g Na.則陽極產(chǎn)生氣體體積為:
6.72
6.72
L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);電解后溶液加水稀釋至2L,溶液的pH為:
1
1
分析:(1)原電池放電時,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng).
(2)根據(jù)溶液中陰陽離子的放電順序判斷陰陽極上析出的物質(zhì),先計(jì)算消耗23克鈉失去的電子,再根據(jù)陽極上離子的放電順序及得失電子相等判斷析出的氣體及其體積;根據(jù)離子的放電順序及得失電子相等,判斷溶液中氫離子的濃度,再計(jì)算溶液的PH.
解答:解析(1)電池總反應(yīng)為  2Na+xS
放電
充電
Na2Sx,原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng),在反應(yīng)2Na+xS=Na2Sx中,硫單質(zhì)得電子,故正極反應(yīng)為:xS+2e-=Sx2-;原電池負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),在反應(yīng)2Na+xS=Na2Sx中鈉失電子,故負(fù)極反應(yīng)為2Na-2e-=2Na+
故答案為:正極反應(yīng)式:xS+2e-=Sx2-;負(fù)極反應(yīng)式:2Na-2e-=2Na+
(2)電解混合溶液時,
陽極先后發(fā)生下列反應(yīng):
2Cl--2e-=Cl2↑;4OH--4e-=2H2O+O2
陰極先后發(fā)生下列反應(yīng):
Cu2++2e-=Cu;2H++2e-=H2
由于消耗23gNa,電路中有1mol電子轉(zhuǎn)移,即陽極,陰極均消耗1mol電子.
對于陽極:使Cl-全部放電產(chǎn)生0.1mol Cl2耗0.2mol e-,另有0.8mol e-使OH-放電產(chǎn)生O2 0.2mol.
共產(chǎn)生氣體V( Cl2)+V(O2)=0.3mol×22.4L?mol-1=6.72L
對于陰極:使Cu2+全部放電需耗0.4mol e-,另有0.6mol e-使0.6mol H+放電,所以還剩0.2molH+,C( H+)=
0.2mol
2L
=0.1mol/L
,PH=1.
故答案為:6.72;1.
點(diǎn)評:本題考查了電極反應(yīng)式的書寫及溶液中離子放電順序計(jì)算溶液的PH,難度不大,注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池——鈉硫電池,它是以熔融的鈉和硫?yàn)閮蓸O,以Na+導(dǎo)電的β″-Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì),反應(yīng)式為2Na+xSNa2Sx。以下說法正確的是(    )

A.放電時,鈉作正極,硫作負(fù)極

B.放電時,鈉極發(fā)生還原反應(yīng)

C.充電時,鈉極與外接電源正極相連,硫極與外電源的負(fù)極相連

D.充電時陽極發(fā)生的反應(yīng):-2e-xS

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池——鈉硫電池,它是以熔融的鈉、硫?yàn)閮蓸O,以Na+導(dǎo)電的β′-Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì),反應(yīng)如下:

2Na+xSNa2Sx

以下說法,正確的是(    )

A.放電時,鈉作正極、硫作負(fù)極

B.放電時,鈉極發(fā)生還原反應(yīng)

C.充電時,鈉極與外接電源正極相連,硫極與外接電源負(fù)極相連

D.充電時,陽極發(fā)生的反應(yīng)是:xS+2e-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。A元素的一種核素質(zhì)子數(shù)與質(zhì)量數(shù)在數(shù)值上相等;B、E同主族,且核電荷數(shù)之比為1︰2;C的單質(zhì)能與冷水劇烈反應(yīng),所得強(qiáng)堿性溶液中含有兩種電子數(shù)相同的陰、陽離子;D的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的一半。試回答下列問題:

(1)F位于周期表中第________周期________族。

(2)常溫時,39 g B、C按原子個數(shù)比1︰l形成的化合物X與足量CO2反應(yīng)放出Q kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                               ;

寫出少量X與FeCl2溶液反應(yīng)的離子方程式_______________________________________。

(3)B、C、F組成的化合物Y是家用消毒劑的主要成分,Y的溶液呈堿性,用離子方程式解釋其原因______________________________;起消毒作用的微粒電子式為_________。

(4)四原子分子Z與C的單質(zhì)和水反應(yīng)所得的陰離子電子數(shù)相等,Z的分子空間構(gòu)型為___________型,它屬于_________分子(填“極性”或“非極性”);請比較Z與DA3的沸點(diǎn)高低并加以解釋_____________________________________________________。

(5)目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池,它是以熔融的C、E單質(zhì)為兩極,以C離

子導(dǎo)電的β-Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì),反應(yīng)式為:2C+xE  C2Ex 。請寫出電池放電時正負(fù)極的電極反應(yīng)式,正極反應(yīng)式:_______________________。用該電池作電源進(jìn)行電解含有0.2 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的混合溶液500 mL時:若此電池工作一段時間后消耗23 g C單質(zhì) 。則陽極產(chǎn)生氣體體積為:________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);電解后溶液加水稀釋至2 L ,溶液的pH為:________。

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科目:高中化學(xué) 來源:2011屆四川省成都七中高三上學(xué)期“一診”模擬(理綜)化學(xué)部分 題型:填空題

A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。A元素的一種核素質(zhì)子數(shù)與質(zhì)量數(shù)在數(shù)值上相等;B、E同主族,且核電荷數(shù)之比為1︰2;C的單質(zhì)能與冷水劇烈反應(yīng),所得強(qiáng)堿性溶液中含有兩種電子數(shù)相同的陰、陽離子;D的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的一半。試回答下列問題:
(1)F位于周期表中第________周期________族。
(2)常溫時,39 g B、C按原子個數(shù)比1︰l形成的化合物X與足量CO2反應(yīng)放出Q kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                              ;
寫出少量X與FeCl2溶液反應(yīng)的離子方程式_______________________________________。
(3)B、C、F組成的化合物Y是家用消毒劑的主要成分,Y的溶液呈堿性,用離子方程式解釋其原因______________________________;起消毒作用的微粒電子式為_________。
(4)四原子分子Z與C的單質(zhì)和水反應(yīng)所得的陰離子電子數(shù)相等,Z的分子空間構(gòu)型為___________型,它屬于_________分子(填“極性”或“非極性”);請比較Z與DA3的沸點(diǎn)高低并加以解釋_____________________________________________________。
(5)目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池,它是以熔融的C、E單質(zhì)為兩極,以C離
子導(dǎo)電的β-Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì),反應(yīng)式為:2C+xE  C2Ex。請寫出電池放電時正負(fù)極的電極反應(yīng)式,正極反應(yīng)式:_______________________。用該電池作電源進(jìn)行電解含有0.2 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的混合溶液500 mL時:若此電池工作一段時間后消耗23 g C單質(zhì)。則陽極產(chǎn)生氣體體積為:________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);電解后溶液加水稀釋至2 L ,溶液的pH為:________。

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