Question

下圖是一種正在投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)．左右兩側(cè)為電解質(zhì)儲罐，中央為電池，電解質(zhì)通過泵不斷在儲罐和電池間循環(huán)；電池中的左右兩側(cè)為電極，中間為離子選擇性膜，在電池放電和充電時該膜可允許鈉離子通過；放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na₂S₂和NaBr₃，放電后，分別變?yōu)镹a₂S₄和NaBr．

（1）左、右儲罐中的電解質(zhì)分別為：左

NaBr₃/NaBr

，右

Na₂S₂/Na₂S₄

．
（2）寫出電池充電時，陽極和陰極的電極反應(yīng)式．
陽極：

3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-）

，
陰極：

Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-）

．
（3）寫出電池充、放電的反應(yīng)方程式：

2Na₂S₂+NaBr3

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr

．
（4）指出在充電過程中鈉離子通過膜的流向：

Na⁺的流向為從左到右

．

Answer 1

分析：（1）左儲罐為電源的正極，原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，右儲罐為電源的負(fù)極，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)化合價的變化判斷；
（2）電池充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）根據(jù)電極反應(yīng)式判斷；
（4）充電時，陽離子向陰極移動．

解答：解：（1）放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na₂S₂和NaBr₃，放電后，分別變?yōu)镹a₂S₄和NaBr，可知Na₂S₂→Na₂S₄被氧化，NaBr₃→NaBr被還原，左儲罐為電源的正極，原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，則左儲罐電解質(zhì)為NaBr₃/NaBr，右儲罐為電源的負(fù)極，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，則右儲罐電解質(zhì)為Na₂S₂/Na₂S₄，
故答案為：NaBr₃/NaBr；Na₂S₂/Na₂S₄；
（2）電池充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-），陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-），
故答案為：3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-）；Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-）；
（3）總反應(yīng)為Na₂S₂和NaBr₃生成Na₂S₄和NaBr的反應(yīng)，電池充、放電的反應(yīng)方程式為2Na₂S₂+NaBr3

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr，
故答案為：2Na₂S₂+NaBr3

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr；
（4）充電時，陽離子向陰極移動，應(yīng)從左到右移動，故答案為：Na⁺的流向為從左到右．

點評：本題綜合考查原電池和電解池知識，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，難度較大，能正確寫出電極反應(yīng)式是該題的關(guān)鍵．