Question

新型高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以导电的陶瓷为固体电解质．该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na+xS

放电

充电

Na₂S_x．
（1）放电时Na发生

 

反应（填：氧化或还原），S作

 

极
（2）充电时Na所在电极与直流电源的

 

极相连．
（3）放电时负极反应为

 

；
（4）用此电池作电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生33.6L（标准状况）气体时，消耗金属Na的质量为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：在放电时，原电池正极发生得电子的还原反应，在反应2Na+xS=Na₂S_x中，硫单质得电子，故正极反应为：xS+2e^-=S_x^2-；原电池负极发生失电子的氧化反应，在反应2Na+xS=Na₂S_x中钠失电子，故负极反应为2Na-2e^-=2Na⁺，在充电时，电解池的阳极发生的电极反应极为正极上的逆反应，阴极反应和负极互为逆反应，根据电极反应以及电子守恒进行计算即可．

解答： 解：（1）在反应2Na+xS=Na₂S_x中钠失电子，故放电时Na发生氧化反应：2Na-2e^-=2Na⁺，硫单质得电子，作正极，故答案为：氧化；正；
（2）充电时Na所在电极为电池的负极应该与直流电源的负极相连，故答案为：负；
（3）原电池负极发生失电子的氧化反应，在反应2Na+xS=Na₂S_x中钠失电子，故负极反应为Na-e^-=Na⁺，故答案为：Na-e^-=Na⁺；
（4）电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生33.6L即1.5mol（标准状况）气体时，根据电极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，转移电子是3mol，根据电极反应：Na-e^-=Na⁺，所以耗金属钠的质量是3mol×23g/mol=69g，故答案为：69g．

点评：本题考查学生原电池、电解池的工作原理等知识，注意电子守恒的应用是关键，难度中等．