Question

鈉硫電池作為一種新型儲能電池，其應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，需要對其進行定量分析．具體步驟如圖1所示：

①加入試劑a后發(fā)生反應的離子方程式為

 

．
②操作b為

 

，操作c為

 

．
③Al（NO₃）₃待測液中，c（Al³⁺）=

 

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）分別作為兩個電極的反應物，固體Al₂O₃陶瓷（可傳導Na⁺）為電解質，其反應原理如圖2所示：
①根據(jù)下表數(shù)據(jù)，請你判斷該電池工作的適宜溫度應控制在

 

范圍內（填字母序號）．

物質	Na	S	Al2O3
熔點/℃	97.8	115	2050
沸點/℃	892	444.6	2980

a.100℃以下      b.100℃～300℃c.300℃～350℃d.350℃～2050℃
②放電時，電極A為

 

極．
③放電時，內電路中Na⁺的移動方向為

 

（填“從A到B”或“從B到A”）．
④充電時，總反應為Na₂S_x═2Na+xS（3＜x＜5），則陽極的電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,化學電源新型電池

專題：實驗設計題,電化學專題

分析：（1）由操作流程可知實驗原理是Al（NO₃）₃和氨水反應生成Al（OH）₃，經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后生成Al₂O₃，根據(jù)Al₂O₃的質量可確定的Al（NO₃）₃待測液中，c（Al³⁺）；
（2）原電池工作時，控制的溫度應為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，Na被氧化，應為原電池負極，陽離子向正極移動，充電時，陽極反應為原電池正極反應的逆反應，應生成S，以此解答．

解答： 解：（1）①由操作流程可知實驗原理是Al（NO₃）₃和氨水反應生成Al（OH）₃，試劑a為氨水，反應的方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②Al（OH）₃經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后生成Al₂O₃，冷卻后稱量，
故答案為：過濾；洗滌、灼燒（或加熱）、冷卻；
③n（Al₂O₃）=

mg

102g/mol

=

m

102

mol，
則n（Al（NO₃）₃）=2n（Al₂O₃）=

m

51

mol，
c（Al（NO₃）₃）=

m 51 mol

v×10-3L

=

1000m

51v

mol/L，
故答案為：

1000m

51v

；
（2）①原電池工作時，控制的溫度應為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，則溫度應高于115℃而低于444.6℃，只有c符合，
故答案為：c；
②放電時，Na被氧化，應為原電池負極，故答案為：負；
③陽離子向正極移動，即從A到B，故答案為：從A到B；
④充電時，是電解池反應，陽極反應為：S_x^2--2e^-=xS，故答案為：S_x^2--2e^-═xS．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質的分離、提純以及含量的測定和原電池知識，側重于學生的分析能力、實驗能力、計算能力的考查，為高頻考點，注意相關基礎知識的積累，難度不大．