Question

（8分）（1）有一种新型的高能电池—钠硫电池（熔融的钠、硫为两极，以Na⁺导电的β—Al₂O₃陶瓷作固体电解质），反应式为：

①充电时，钠极与外电源  极相连。其阳极反应式为：         。

②放电时，发生还原反应的是    极。用该电池作电源电解（如图）分别含有 0.2 mol NaCl和CuSO₄的混合溶液500ml时，若此电池工作一段时间后消耗23g Na (电能的损耗忽略不计)。电解后溶液加水稀释至2 L，则溶液的pH为         。

（2）若将钠硫电池改为如图所示的碳酸盐燃料电池，它以CO为燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质。写出燃料电池的A电极反应式                                         

 

Answer 1

【答案】

（1）① 负极（1分），Na₂S_x－2e^－＝xS+2Na⁺ 或S_x^2－－2e^－＝xS （2分） ②硫或正 （1分）。pH  = 1（2分）  。

（2）A： CO －2e^－ + CO₃ ^2―＝2CO₂  （2分）

【解析】（1）①放电时钠是负极，所以充电时钠和电源的负极相连。此时阳极反应式为Na₂S_x－2e^－＝xS+2Na⁺ 或S_x^2－－2e^－＝xS 。

②放电时硫得到电子，时是正极。消耗23g钠，则转移1mol电子。根据电子的得失守恒可知，电解池中生成氯气是0.1mol、铜是0.2mol，所以根据原子守恒可知，生成硫酸是0.1mol，即氢离子是0.2mol，其浓度是0.1mol/L，所以pH＝1.

（2）A通入的是CO，作负极，因为CO₃ ^2―向负极移动，所以负极电极反应式为CO －2e^－ + CO₃ ^2―＝2CO₂ 。