Question

下圖是一種正在投入生產的大型蓄電系統．左右兩側為電解質儲罐，中央為電池，電解質通過泵不斷在儲罐和電池間循環；電池中的左右兩側為電極，中間為離子選擇性膜，在電池放電和充電時該膜可允許鈉離子通過；放電前，被膜隔開的電解質為Na₂S₂和NaBr₃，放電后，分別變為Na₂S₄和NaBr．

（1）左、右儲罐中的電解質分別為：左

NaBr₃/NaBr

，右

Na₂S₂/Na₂S₄

．
（2）寫出電池充電時，陽極和陰極的電極反應式．
陽極：

3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-）

，
陰極：

Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-）

．
（3）寫出電池充、放電的反應方程式：

2Na₂S₂+NaBr3

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr

．
（4）指出在充電過程中鈉離子通過膜的流向：

Na⁺的流向為從左到右

．

Answer 1

分析：（1）左儲罐為電源的正極，原電池正極發生還原反應，右儲罐為電源的負極，原電池負極發生氧化反應，根據化合價的變化判斷；
（2）電池充電時，陽極發生氧化反應，陰極發生還原反應；
（3）根據電極反應式判斷；
（4）充電時，陽離子向陰極移動．

解答：解：（1）放電前，被膜隔開的電解質為Na₂S₂和NaBr₃，放電后，分別變為Na₂S₄和NaBr，可知Na₂S₂→Na₂S₄被氧化，NaBr₃→NaBr被還原，左儲罐為電源的正極，原電池正極發生還原反應，則左儲罐電解質為NaBr₃/NaBr，右儲罐為電源的負極，原電池負極發生氧化反應，則右儲罐電解質為Na₂S₂/Na₂S₄，
故答案為：NaBr₃/NaBr；Na₂S₂/Na₂S₄；
（2）電池充電時，陽極發生氧化反應，電極反應為3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-），陰極發生還原反應，電極反應為Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-），
故答案為：3NaBr-2e^-=NaBr₃+2Na⁺（或3Br^--2e^-=Br₃^-）；Na₂S₄+2Na⁺+2e^-=2Na₂S₂（或S₄^2-+2e^-=2S₂^2-）；
（3）總反應為Na₂S₂和NaBr₃生成Na₂S₄和NaBr的反應，電池充、放電的反應方程式為2Na₂S₂+NaBr3

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr，
故答案為：2Na₂S₂+NaBr3

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr；
（4）充電時，陽離子向陰極移動，應從左到右移動，故答案為：Na⁺的流向為從左到右．

點評：本題綜合考查原電池和電解池知識，為高考常見題型，側重于學生的分析能力的考查，難度較大，能正確寫出電極反應式是該題的關鍵．