Question

18．鈉硫電池作為一種新型儲(chǔ)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，需要對(duì)其進(jìn)行定量分析．具體步驟如圖所示：

①加入試劑a后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
②操作b為過(guò)濾，操作c為洗滌、灼燒（或加熱）、冷卻．
③Al（NO₃）₃待測(cè)液中，c （Al³⁺）=$\frac{1000m}{51v}$mol•L^-1（用m、v表示）．
（2）鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉（Na₂S_x）分別作為兩個(gè)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)原理如圖所示：

①根據(jù)下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)你判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)控制在c范圍內(nèi)（填字母序號(hào)）．

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

a．100℃以下    b．100℃～300℃c．300℃～350℃d．350℃～2050℃
②放電時(shí)，電極A為負(fù)極．
③放電時(shí)，內(nèi)電路中Na⁺的移動(dòng)方向?yàn)閺腁到B（填“從A到B”或“從B到A”）．
④充電時(shí)，總反應(yīng)為Na₂S_x═2Na+xS（3＜x＜5），則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為S_x^2--2e^-═xS．

Answer 1

分析 樣品稱量溶解得到待測(cè)溶液，加入過(guò)量一水合氨溶液，Al（NO₃）₃和氨水反應(yīng)生成Al（OH）₃，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒后生成Al₂O₃，根據(jù)Al₂O₃的質(zhì)量可確定的Al（NO₃）₃待測(cè)液中，c（Al³⁺），
（1）由操作流程可知實(shí)驗(yàn)原理是Al（NO₃）₃和氨水反應(yīng)生成Al（OH）₃，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒后生成Al₂O₃，根據(jù)Al₂O₃的質(zhì)量可確定的Al（NO₃）₃待測(cè)液中，c（Al³⁺）；
（2）原電池工作時(shí)，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng)，應(yīng)生成S，以此解答．

解答 解：（1）①由操作流程可知實(shí)驗(yàn)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⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②Al（OH）₃經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒后生成Al₂O₃，冷卻后稱量，
故答案為：過(guò)濾；洗滌、灼燒（或加熱）、冷卻；
③n（Al₂O₃）=$\frac{mg}{102g/mol}$=$\frac{m}{102}$mol，
則n（Al（NO₃）₃）=2n（Al₂O₃）=$\frac{m}{51}$mol，
c（Al（NO₃）₃）=$\frac{\frac{m}{51}mol}{v×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1000m}{51v}$mol/L，
故答案為：$\frac{1000m}{51v}$；
（2）①原電池工作時(shí)，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，
故答案為：c；
②放電時(shí)，Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，故答案為：負(fù)；
③陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即從A到B，故答案為：從A到B；
④充電時(shí)，是電解池反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為：S_x^2--2e^-=xS，故答案為：S_x^2--2e^-═xS．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的分離、提純以及含量的測(cè)定和原電池知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂?jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累，題目難度中等．