Question

【題目】Li-SOCl2電池采用LiAlCl4的SOCl2溶液為電解質(zhì)溶液，是目前比能量最高的化學(xué)電源，具有電壓高.儲存壽命長.工作溫度范圍寬.成本低等優(yōu)點(diǎn)。

（1）該電池的工作原理為：4Li+2SOCl2=4LiCl↓+SO2↑+S↓，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為__________，若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體11.2L，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_____________；

（2）SOCl2可用于AlCl3·6H2O制備無水AlCl3，請結(jié)合離子方程式解釋不采用直接加熱晶體的方法除去結(jié)晶水的原因_____________________________________________________________；

（3）解釋Li-SOCl2電池組裝必須在無水條件下的原因_______________________________；

（4）工業(yè)制硫酸中，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓的原因______________________；

（5）向NaOH溶液中緩慢通入SO2至過量，反應(yīng)過程中某微粒X的物質(zhì)的量濃度隨著通入SO2體積的變化如圖所示，該微粒X為_____________，SO2過量時溶液仍然存在微粒X的原因____________________________。

Answer 1

【答案】S 2NA 存在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+平衡，受熱后HCl揮發(fā)，水解平衡持續(xù)正向移動，使氯化鋁轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁 Li(或SOCl2)會與水發(fā)生反應(yīng) 常壓SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，高壓雖能使平衡正向移動，但會增加成本 SO32- 溶液中HSO3-的電離

【解析】

(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)的變化及電子得失守恒進(jìn)行分析判斷和計(jì)算；

(2) Al3+在溶液中會發(fā)生水解，存在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+平衡，根據(jù)水解平衡移動分析；

(3)金屬鋰是活潑金屬可與水反應(yīng)；

(4) 根據(jù)反應(yīng)2SO2+ O22SO3，高壓能使平衡正向移動，但成本太高；

(5) NaOH和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉，二氧化硫過量可生成亞硫酸氫鈉，則SO32-濃度先增大后減小，生成的HSO3-可發(fā)生微弱電離生成SO32-。

(1)該電池的工作原理為：4Li+2SOCl2=4LiCl↓+SO2↑+S↓，該反應(yīng)中Li元素由0價(jià)變?yōu)?/span>+1價(jià)，失去電子，被氧化，S元素由+4價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)，得電子，被還原，還原產(chǎn)物為S；反應(yīng)中4molLi參與反應(yīng)生成1mol SO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下SO211.2L，即為SO2的物質(zhì)的量為0.5mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol×4=2mol，則數(shù)目為2NA；

(2) Al3+在溶液中會發(fā)生水解，存在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+平衡，受熱后HCl揮發(fā)，水解平衡持續(xù)正向移動，使氯化鋁轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁，則SOCl2與水反應(yīng)生成的鹽酸可以抑制鋁離子的水解，可以用于AlCl3·6H2O制備無水AlCl3；

(3)金屬鋰是活潑金屬，Li(或SOCl2)會與水發(fā)生反應(yīng)，則電池組裝必須在無水條件下進(jìn)行；

(4)根據(jù)反應(yīng)2SO2+ O22SO3，常壓下，SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，高壓雖能使平衡正向移動，但會增加成本；

(5) NaOH和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉，二氧化硫過量可生成亞硫酸氫鈉，則SO32-濃度先增大后減小，生成的HSO3-可發(fā)生微弱電離生成SO32-，則X為SO32-。