Question

15．鈉硫電池以熔融金屬Na、熔融S和多硫化鈉（Na₂S_X）分別作為兩個電極的反應(yīng)物，多孔固體Al₂O₃陶瓷（可傳導(dǎo)Na⁺）為電解質(zhì)，其原理如圖所示：Na₂S_X$?_{放電}^{充電}$2Na+xS  （3＜x＜5）

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

（1）根據(jù)表數(shù)據(jù)，判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)為C（填字母序號）．
A．100℃以下    B．100℃～300℃C．300℃～350℃D．350℃～2050℃
（2）關(guān)于鈉硫電池，下列說法正確的是ACD（填字母序號）．
A．放電時，電極A為負(fù)極
B．放電時，Na⁺的移動方向為從B到A
C．放電時，負(fù)極反應(yīng)式為 2Na-2e^-=2Na⁺
D．充電時電極B的電極反應(yīng)式為S_X^2--2e^-=xS
（3）25℃時，若用鈉硫電池作為電源電解200mL 0.2mol/L NaCl溶液，當(dāng)溶液的pH變?yōu)閘3時，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為0.02mol，兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為0.92g．（假設(shè)電解前兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量相等且忽略體積變化）

Answer 1

分析 （1）原電池工作時，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)；
（2）Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，陽離子向正極移動，充電時，陽極反應(yīng)為原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng)，應(yīng)生成S，以此解答；
（3）電解NaCl溶液的反應(yīng)式為，2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，每生成2molNaOH轉(zhuǎn)移電子2mol，當(dāng)溶液的pH變?yōu)閘3時，c（OH^-）=0.1mol/L，生成NaOH物質(zhì)的量為0.02mol，轉(zhuǎn)移電子0.02mol；據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)計算質(zhì)量變化．

解答 解：（1）原電池工作時，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，則溫度應(yīng)高于115℃而低于444.6℃，只有c符合，故答案為：C；
（2）A、放電時，Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，故A正確；
B、陽離子向正極移動，即從A到B，故B錯誤；
C、A為負(fù)極，放電時發(fā)生氧化反應(yīng)，2Na-2e^-=2Na⁺，故C正確；
D、充電時，是電解池反應(yīng)，B為陽極，陽極反應(yīng)為：S_x^2--2e^-=xS，故D正確；
故答案為：ACD；
（3）電解NaCl溶液的反應(yīng)式為，2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，每生成2molNaOH轉(zhuǎn)移電子2mol，當(dāng)溶液的pH變?yōu)閘3時，c（OH^-）=0.1mol/L，溶液的體積為200mL，所以生成NaOH物質(zhì)的量為0.02mol，轉(zhuǎn)移電子0.02mol；轉(zhuǎn)移0.02mol電子，負(fù)極Na質(zhì)量減少0.46，正極質(zhì)量變化0.46g，兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為0.92g，
故答案為：0.02；0.92．

點評 本題考查原電池知識，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握原電池的工作原理以及電極方程式的書寫，答題時注意體會，難度不大．