Question

4．如圖是一種鈉硫高能電池的結構示意圖，M由Na₂O和Al₂O₃制得，其作用是導電和隔膜，該電池反應為2Na+xS=Na₂S_x．該電池正極的電極反應式為xS+2e^-=S_x^2-．
用該電池作電源進行鐵件鍍銅時，若電鍍池中兩電極的質量開始相同，電鍍完成后取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為25.6g，則理論上該電池負極消耗的質量為9.2g．

Answer 1

分析 原電池正極發(fā)生得電子的還原反應，結合原電池的總反應來分析正極反應；電鍍時，鍍層作陽極、鍍件作陰極，所以陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應、陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應；電鍍后，兩個電極質量差等于陽極溶解質量與陰極析出質量之和，根據金屬和電子之間的關系式計算．

解答 解：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-；
電鍍時，鍍層作陽極、鍍件作陰極，所以陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應，陰極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu；電鍍后，兩個電極質量差等于陽極溶解質量與陰極析出質量之和，若電鍍前鐵、銅兩電極的質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為25.6g，所以陽極溶解銅的質量為12.8g，
設通過的電子為x，
Cu-2e^-=Cu²⁺
64g   2mol
12.8g   x
64g：2mol=12.8g：x，
x=0.4mol，
故流經電鍍池的電極的電子的物質的量為0.4mol，而流經電鍍池的電子的量與流經原電池中正負極的電子的量相同，設原電池負極上有Xg鈉被消耗，
有：Na-e^-=Na⁺
     23g     1mol
    Xg      0.4mol
可得 X=$\frac{23g×0.4mol}{1mol}$
解得X=9.2g
故答案為：xS+2e^-=S_x^2-；9.2．

點評 本題考查了原電池原理和電解原理的應用，題目難度中等，明確各個電極上發(fā)生的反應、以及電子守恒是解本題關鍵，側重于考查學生的分析能力和計算能力．