Question

8．新型高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以钠离子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=Na₂S_x．
请回答下列问题：
（1）放电时S发生还原反应，Na为负极
（2）充电时Na所在电极与直流电源负极相连
（3）充电时阳极反应为：S_x^2--2e-=xS；放电时负极反应为Na-e^-=Na⁺．
（4）用此电池电解饱和NaCl溶液，当阳极产生11.2L（标准状况）气体时，消耗金属钠23g．

Answer 1

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，故放电时硫单质得电子发生还原反应，钠单质失电子，作负极，故答案为：还原；负；
（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）充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为S_x^2--2e-=xS，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：S_x^2--2e-=xS；Na-e^-=Na⁺；
（4）电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生11.2L即0.5mol（标准状况）气体时，根据电极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，转移电子是1mol，根据电极反应：Na-e^-=Na⁺，所以耗金属钠的质量是1mol×23g/mol=23g，故答案为：23．

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．