Question

【题目】钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。

（1）Al（NO3）3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al（NO3）3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：

①加入过量试剂a，发生反应的离子方程式为___________________________。

②生成氧化铝的化学反应方程式是_______________________________________。

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

（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：

①据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在____范围内（填字母序号）。

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

物质	Na	S	Al2O3
熔点/℃	97.8	115	2050
沸点/℃	892	444.6	2980

②该电池工作时，2Na + xS（3<x<5）＝Na2Sx，则电极A上发生的电极反应式是_______。

内电路中Na+的移动方向为_________（填“从A到B”或“从B到A”）。

Answer 1

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

【解析】（1）分析实验流程可知，将样品配制成溶液后，加入过量的氨水与其反应生成氢氧化铝沉淀，然后过滤、洗涤得到氢氧化铝，最后把沉淀加热分解得到了氧化铝。

①加入过量试剂a，发生反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3+3NH4+ 。

②生成氧化铝的化学反应方程式是2Al(OH)3 Al2O3+H2O 。

③由氧化铝的质量可以求出n(Al2O3)= = mol，由铝元素守恒可以求出n(Al3+)= mol，所以Al(NO3)3待测液中c(Al3+) ＝ = mol·L-1。

（2）①由表中钠和硫的熔、沸点数据，可以判断该电池工作的适宜温度应控制在115℃～444.6℃范围内,以保证钠和硫牌熔融状态、且不转化为气态，所以选b较为合适。

②该电池工作时，2Na + xS（3<x<5）＝Na2Sx，电极A与熔融钠接触，所以A电极为负极，发生的电极反应式是Na-e-＝Na+。原电池中阳离子一般向正极移动、阴离子向负极移动，由于氧化铝陶瓷只传导钠离子，所以内电路中Na+的移动方向为从A到B。