Question

下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统．左右两侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为Na₂S₂和NaBr₃，放电后，分别变为Na₂S₄和NaBr．

（1）左、右储罐中的电解质分别为：左

NaBr₃/NaBr

，右

Na₂S₂/Na₂S₄

．
（2）写出电池充电时，阳极和阴极的电极反应式．
阳极：

3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-）

，
阴极：

Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-）

．
（3）写出电池充、放电的反应方程式：

2Na₂S₂+NaBr3

放电

充电

Na₂S₄+3NaBr

．
（4）指出在充电过程中钠离子通过膜的流向：

Na⁺的流向为从左到右

．

Answer 1

分析：（1）左储罐为电源的正极，原电池正极发生还原反应，右储罐为电源的负极，原电池负极发生氧化反应，根据化合价的变化判断；
（2）电池充电时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；
（3）根据电极反应式判断；
（4）充电时，阳离子向阴极移动．

解答：解：（1）放电前，被膜隔开的电解质为Na₂S₂和NaBr₃，放电后，分别变为Na₂S₄和NaBr，可知Na₂S₂→Na₂S₄被氧化，NaBr₃→NaBr被还原，左储罐为电源的正极，原电池正极发生还原反应，则左储罐电解质为NaBr₃/NaBr，右储罐为电源的负极，原电池负极发生氧化反应，则右储罐电解质为Na₂S₂/Na₂S₄，
故答案为：NaBr₃/NaBr；Na₂S₂/Na₂S₄；
（2）电池充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-），阴极发生还原反应，电极反应为Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-），
故答案为：3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-）；Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-）；
（3）总反应为Na₂S₂和NaBr₃生成Na₂S₄和NaBr的反应，电池充、放电的反应方程式为2Na₂S₂+NaBr3

放电

充电

Na₂S₄+3NaBr，
故答案为：2Na₂S₂+NaBr3

放电

充电

Na₂S₄+3NaBr；
（4）充电时，阳离子向阴极移动，应从左到右移动，故答案为：Na⁺的流向为从左到右．

点评：本题综合考查原电池和电解池知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，难度较大，能正确写出电极反应式是该题的关键．