Question

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．具体步骤如图1所示：

①加入试剂a后发生反应的离子方程式为

 

．
②操作b为

 

，操作c为

 

．
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（Na₂S_x）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，其反应原理如图2所示：
①根据下表数据，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）．

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．
③放电时，内电路中Na⁺的移动方向为

 

（填“从A到B”或“从B到A”）．
④充电时，总反应为Na₂S_x═2Na+xS（3＜x＜5），则阳极的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,化学电源新型电池

专题：实验设计题,电化学专题

分析：（1）由操作流程可知实验原理是Al（NO₃）₃和氨水反应生成Al（OH）₃，经过滤、洗涤、灼烧后生成Al₂O₃，根据Al₂O₃的质量可确定的Al（NO₃）₃待测液中，c（Al³⁺）；
（2）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．

解答： 解：（1）①由操作流程可知实验原理是Al（NO₃）₃和氨水反应生成Al（OH）₃，试剂a为氨水，反应的方程式为Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②Al（OH）₃经过滤、洗涤、灼烧后生成Al₂O₃，冷却后称量，
故答案为：过滤；洗涤、灼烧（或加热）、冷却；
③n（Al₂O₃）=

mg

102g/mol

=

m

102

mol，
则n（Al（NO₃）₃）=2n（Al₂O₃）=

m

51

mol，
c（Al（NO₃）₃）=

m 51 mol

v×10-3L

=

1000m

51v

mol/L，
故答案为：

1000m

51v

；
（2）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，应为原电池负极，故答案为：负；
③阳离子向正极移动，即从A到B，故答案为：从A到B；
④充电时，是电解池反应，阳极反应为：S_x^2--2e^-=xS，故答案为：S_x^2--2e^-═xS．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的分离、提纯以及含量的测定和原电池知识，侧重于学生的分析能力、实验能力、计算能力的考查，为高频考点，注意相关基础知识的积累，难度不大．