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）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根据上右表数据，请你判断该电池工作的适宜应控制在_________（填字母）范围内。

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

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

②放电时，电极A为_________极，电极B发生_________反应（填“氧化或还原”）

③充电时，总反应为Na2SX=2Na+xS（3＜x＜5），则阳极的电极反应式为：________________。

（2）若把钠硫电池作为电源，电解槽内装有KI及淀粉溶液如图所示，槽内的中间用阴离子交换膜隔开。通电一段时间后，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。则右侧发生的电极方程式：___________；试分析左侧溶液蓝色逐渐变浅的可能原因是：___________。

（3）若把钠硫电池作为电源，按如图所示装置进行实验电解乙池和丙池：

当钠硫电池中消耗0.05xmol的S时，理论上乙池中B极的质量增加__________g；此时丙装置中___________（填“C”或“D”）电极析出7.20g金属，则丙装置中的某盐溶液可能是_______（填序号）。

a.MgSO4溶液 b.CuSO4溶液 c.NaCl溶液 d.AgNO3溶液

Answer 1

【答案】C 负 还原 SX2－-2e－=xS 2H2O+2e—=H2↑+2OH—（2H++2e—=H2↑） 右侧溶液中生成的OH—通过阴离子交换膜进入左侧溶液，并与左侧溶液中I2反应等 10.8 D bd

【解析】

（1）原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，Na被氧化，应为原电池负极，阳离子向正极移动，充电时，阳极反应为原电池正极反应的逆反应，应生成S，以此解答；
（2）左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧放出氢气，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，一段时间后，蓝色变浅，保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，由此分析解答。

（3）根据串联电路中电子转移数相等，结合电化学的工作原理分析作答。

（1）①原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则温度应高于115℃而低于444.6℃，只有C符合，

故答案为：C；

②放电时，Na被氧化，则A应为原电池负极，B为正极发生还原反应，故答案为：负；还原；

③充电时，是电解池反应，阳极反应为：SX2－-2e－=xS；

（2）根据以上分析，左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，电极反应为：2I2e=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e—=H2↑+2OH-（2H++2e-=H2↑），右侧I、OH通过阴离子交换膜向左侧移动，发生反应3I2+6OH=IO3+5I+3H2O，一段时间后，蓝色变浅，故答案为：2H2O+2e—=H2↑+2OH-（2H++2e-=H2↑）；右侧溶液中生成的OH-通过阴离子交换膜进入左侧溶液，并与左侧溶液中I2反应等；

（3）根据反应式SX2－-2e－=xS可知，当钠硫电池中消耗0.05xmol的S时，电子转移数为0.1mol，则乙池是电解池，B极上银离子得电子发生还原反应而析出银，根据转移电子数相等，乙池中B极的质量增加0.1mol108g/mol=10.8g；丙池是电解池，阴极上金属离子放电析出金属单质，D连接电源的负极，则D是阴极，电极质量会增加；根据转移电子相等知，当析出金属时，则该金属元素在氢元素之后，ac项错误，bd正确，故答案为：bd。