Question

【題目】鈉硫電池作為一種新型儲能電池，其應(yīng)用逐漸得到重視和發(fā)展。

（1）Al（NO3）3是制備鈉硫電池部件的原料之一。由于Al（NO3）3容易吸收環(huán)境中的水分，因此需要對其進(jìn)行定量分析。具體步驟如圖所示：

①加入過量氨水后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：___________________________。

②操作b為：________________。

③Al（NO3）3待測液中，c（Al3+）=___________ mol/L（用含m、V的代數(shù)式表示）。

鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉（Na2SX）分別作為兩個電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷（可傳導(dǎo)Na+）為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如下圖所示：

物質(zhì)	Na	S	Al2O3
熔點/℃	97.8	115	2050、
沸點/℃	892	444.6	2980

①根據(jù)上右表數(shù)據(jù)，請你判斷該電池工作的適宜應(yīng)控制在____________（填字母）范圍內(nèi)。

A．100℃以下 B．100～300℃ C．300～350℃ D．350～2050℃

②放電時，電極A為_________極，電極B發(fā)生_________反應(yīng)（填“氧化或還原”）

③充電時，總反應(yīng)為Na2SX=2Na+xS（3＜x＜5），則陽極的電極反應(yīng)式為：________________。

（3）若把鈉硫電池作為電源，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液如圖所示，槽內(nèi)的中間用陰離子交換膜隔開。通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時間后，藍(lán)色逐漸變淺。則右側(cè)發(fā)生的電極方程式：________________；試分析左側(cè)溶液藍(lán)色逐漸變淺的可能原因是：_____________________。

Answer 1

【答案】（1）①Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+（2分）②過濾（1分）③1000m/51V（2分）

（2）①C（2分）②負(fù)（1分）還原（1分）③SX2－-2e－=xS（2分）

（3）2H2O+2e—=H2↑+2OH—（2H++2e—=H2↑）（2分）右側(cè)溶液中生成的OH—通過陰離子交換膜進(jìn)入左側(cè)溶液，并與左側(cè)溶液中I2反應(yīng)等

【解析】

試題分析：（1）①由操作流程可知實驗原理是Al（NO3）3和氨水反應(yīng)生成Al（OH）3，試劑a為氨水，反應(yīng)的方程式為Al3＋+3NH3·H2O═Al（OH）3↓+3NH4＋；

②Al（OH）3經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后生成Al2O3，冷卻后稱量；

③n（Al2O3）==mol，

則n（Al（NO3）3）=2n（Al2O3）=mol，

c（Al（NO3）3）==mol·L－1；

（2）①原電池工作時，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，則溫度應(yīng)高于115℃而低于444．6℃，只有c符合；

②放電時，Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極；電極B為正極發(fā)生還原反應(yīng)；

③充電時，是電解池反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Sx2--2e-=xS；

（3）左側(cè)溶液變藍(lán)色，說明左側(cè)是陽極，電極反應(yīng)是，右側(cè)是陰極,電極反應(yīng)為2H2O+2e— =H2↑+2OH—，左側(cè)溶液藍(lán)色逐漸變淺的可能原因是右側(cè)溶液中生成的OH—通過陰離子交換膜進(jìn)入左側(cè)溶液，并與左側(cè)溶液中I2反應(yīng)等。