Question

8．新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫為電極，以鈉離子導電的陶瓷為固體電解質，該電池放電時為原電池，充電時為電解池，反應原理為：2Na+xS=Na₂S_x．
請回答下列問題：
（1）放電時S發(fā)生還原反應，Na為負極
（2）充電時Na所在電極與直流電源負極相連
（3）充電時陽極反應為：S_x^2--2e-=xS；放電時負極反應為Na-e^-=Na⁺．
（4）用此電池電解飽和NaCl溶液，當陽極產生11.2L（標準狀況）氣體時，消耗金屬鈉23g．

Answer 1

分析 在放電時，原電池正極發(fā)生得電子的還原反應，在反應2Na+xS=Na₂S_x中，硫單質得電子，故正極反應為：xS+2e^-=S_x^2-；原電池負極發(fā)生失電子的氧化反應，在反應2Na+xS=Na₂S_x中鈉失電子，故負極反應為2Na-2e^-=2Na⁺，在充電時，電解池的陽極發(fā)生的電極反應極為正極上的逆反應，陰極反應和負極互為逆反應，根據電極反應以及電子守恒進行計算即可．

解答 解：（1）在反應2Na+xS=Na₂S_x中鈉失電子，故放電時硫單質得電子發(fā)生還原反應，鈉單質失電子，作負極，故答案為：還原；負；
（2）充電時Na所在電極為電池的負極應該與直流電源的負極相連，故答案為：負；
（3）充電時，陽極發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應式為S_x^2--2e-=xS，原電池負極發(fā)生失電子的氧化反應，在反應2Na+xS=Na₂S_x中鈉失電子，故負極反應為Na-e^-=Na⁺；故答案為：S_x^2--2e-=xS；Na-e^-=Na⁺；
（4）電源電解飽和NaCl溶液，當陽極產生11.2L即0.5mol（標準狀況）氣體時，根據電極反應：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，轉移電子是1mol，根據電極反應：Na-e^-=Na⁺，所以耗金屬鈉的質量是1mol×23g/mol=23g，故答案為：23．

點評 本題考查學生原電池、電解池的工作原理等知識，注意電子守恒的應用是關鍵，難度中等．