Question

新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫為電極，以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

放電

充電

Na₂S_x．
（1）放電時Na發生

 

反應（填：氧化或還原），S作

 

極
（2）充電時Na所在電極與直流電源的

 

極相連．
（3）放電時負極反應為

 

；
（4）用此電池作電源電解飽和NaCl溶液，當陽極產生33.6L（標準狀況）氣體時，消耗金屬Na的質量為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：在放電時，原電池正極發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Na發生氧化反應：2Na-2e^-=2Na⁺，硫單質得電子，作正極，故答案為：氧化；正；
（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）原電池負極發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：Na-e^-=Na⁺；
（4）電源電解飽和NaCl溶液，當陽極產生33.6L即1.5mol（標準狀況）氣體時，根據電極反應：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，轉移電子是3mol，根據電極反應：Na-e^-=Na⁺，所以耗金屬鈉的質量是3mol×23g/mol=69g，故答案為：69g．

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．