Question

【題目】鈉硫電池作為一種新型儲(chǔ)能電池，其應(yīng)用逐漸得到重視和發(fā)展。

（1）Al（NO3）3是制備鈉硫電池部件的原料之一。由于Al（NO3）3容易吸收環(huán)境中的水分，需要對(duì)其進(jìn)行定量分析。具體步驟如下圖所示：

①加入過(guò)量試劑a，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________。

②生成氧化鋁的化學(xué)反應(yīng)方程式是_______________________________________。

③Al（NO3）3待測(cè)液中，c （Al3+） ＝ ______mol·L-1（用m、v表示）。

（2）鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉（Na2Sx）分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷（可傳導(dǎo)Na+）為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如下圖所示：

①據(jù)下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)你判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)控制在____范圍內(nèi)（填字母序號(hào)）。

a .100℃以下　　　b . 300℃～ 350℃　　　c. 100℃～ 300℃　　d. 350℃～ 2050℃

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

②該電池工作時(shí)，2Na + xS（3<x<5）＝Na2Sx，則電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_______。

內(nèi)電路中Na+的移動(dòng)方向?yàn)?/span>_________（填“從A到B”或“從B到A”）。

Answer 1

【答案】 Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3+3NH4+ 2Al（OH）3＝Al2O3+H2O（加熱） 1000m/51V b Na-e-＝Na+ 從A到B

【解析】（1）分析實(shí)驗(yàn)流程可知，將樣品配制成溶液后，加入過(guò)量的氨水與其反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，然后過(guò)濾、洗滌得到氫氧化鋁，最后把沉淀加熱分解得到了氧化鋁。

①加入過(guò)量試劑a，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3+3NH4+ 。

②生成氧化鋁的化學(xué)反應(yīng)方程式是2Al(OH)3 Al2O3+H2O 。

③由氧化鋁的質(zhì)量可以求出n(Al2O3)= = mol，由鋁元素守恒可以求出n(Al3+)= mol，所以Al(NO3)3待測(cè)液中c(Al3+) ＝ = mol·L-1。

（2）①由表中鈉和硫的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，可以判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)控制在115℃～444.6℃范圍內(nèi),以保證鈉和硫牌熔融狀態(tài)、且不轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，所以選b較為合適。

②該電池工作時(shí)，2Na + xS（3<x<5）＝Na2Sx，電極A與熔融鈉接觸，所以A電極為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式是Na-e-＝Na+。原電池中陽(yáng)離子一般向正極移動(dòng)、陰離子向負(fù)極移動(dòng)，由于氧化鋁陶瓷只傳導(dǎo)鈉離子，所以內(nèi)電路中Na+的移動(dòng)方向?yàn)閺腁到B。