Question

【題目】(1)有一種新型的高能電池—鈉硫電池(熔融的鈉、硫為兩極，以Na＋導(dǎo)電的βAl2O3陶瓷作固體電解質(zhì))，反應(yīng)式為2Na＋xSNa2Sx。

①充電時，鈉極與外電源________(填“正”或“負(fù)”)極相連。其陽極反應(yīng)式：_______________________________________。

②放電時，發(fā)生還原反應(yīng)的是__________(填“鈉”或“硫”)極。

③用該電池作電源電解(如上圖)NaCl溶液(足量)，寫出電解NaCl溶液的離子方程式：________________________________，若鈉硫電池工作一段時間后消耗23 g Na (電能的損耗忽略不計)，若要使溶液完全恢復(fù)到起始濃度(溫度不變，忽略溶液體積的變化)，可向溶液中加入(或通入)________(填物質(zhì)名稱)，其質(zhì)量約為_____________________________________。

④若用該鈉硫電池作電源在一鐵片上鍍銅，此鐵片與__________(填“鈉”或“硫”)極相連。

(2)某原電池裝置如下圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2===2AgCl。

①放電時，交換膜左側(cè)溶液中實驗現(xiàn)象____________________。

②當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e－時，交換膜左側(cè)溶液中約減少__________ mol離子。

③該電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式為_________________________________________________。

Answer 1

【答案】 負(fù) Na2Sx－2e－===xS＋2Na＋ (或S－2e－===xS) 硫 2Cl－＋ 2H2O2OH－＋H2↑＋ Cl2↑ 氯化氫 36.5 g 鈉 有大量白色沉淀生成 0.02 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

【解析】(1)①根據(jù)電池反應(yīng)式知，充電時，鈉離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以鈉作陰極，應(yīng)該連接電源負(fù)極；陰極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Na2Sx-2e-=xS+2Na+或Sx2--2e-=xS，故答案為：負(fù)；Na2Sx-2e-=xS+2Na+或Sx2--2e-=xS；

②放電時，硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)作正極，故答案為：硫；

③電解NaCl溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，離子方程式為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，電解本質(zhì)為電解HCl，根據(jù)少什么加什么結(jié)合轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，所以若要使溶液完全恢復(fù)到起始濃度，可向溶液中加入氯化氫，其質(zhì)量約為×36.5g/mol=36.5g，故答案為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；氯化氫；36.5g；

④在一鐵片上鍍銅，銅作陽極，鐵作陰極應(yīng)與負(fù)極相連，所以若用該鈉硫電池作電源在一鐵片上鍍銅，此鐵片與負(fù)極鈉相連，故答案為：鈉；

(2)①放電時，交換膜左側(cè)的氫離子向右側(cè)移動，在負(fù)極上有銀離子生成，銀離子在左側(cè)和氯離子反應(yīng)生成AgCl沉淀，故答案為：有大量白色沉淀生成；

②放電時，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mol e-時，交換膜左則會有0.01mol氫離子通過陽離子交換膜向正極移動，有0.01mol氯離子反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，所以交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子，故答案為：0.02；

③該電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。