Question

科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为                      。要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是           。
(2)如图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na+xS=Na₂S_x,正极的电极反应式为               。M(由Na₂O和Al₂O₃制得)的两个作用是                       。

与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的  __ 倍。
(3)Na₂S溶液中离子浓度由大到小的顺序为              ，向该溶液中加入少量固体CuSO₄，溶液pH            (填“增大”、“减小”或“不变”)，Na₂S溶液长期放置有硫析出，原因为            (用离子方程式表示)。

Answer 1

(1)2CH₃CH₂OH+2Na2CH₃CH₂ONa+H₂↑     CS₂(或热的NaOH溶液)
(2)xS+2e^-=S_x^2- (或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x) 导电和隔离钠与硫    4.5
(3)c(Na⁺)＞c(S^2-)＞c(OH^-)＞c(HS^-)＞c(H⁺) 减小  2S^2-+O₂+2H₂O=4OH^-+2S↓

(2)正极的电极反应式为：xS+2e^-= S_x^2-,M的作用：一是导电，二是因钠与硫易反应，故它起到隔离作用；钠高能电池中负极为钠,有23 g钠消耗释放1 mol e^-，则207 g钠消耗时转移207/23 mol e^-，铅蓄电池的电极反应为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O,铅蓄电池中铅是负极，207 g铅消耗时转移2 mol e^-，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的(207/23)∶2=4.5倍。
(3)根据电离与水解的知识可判断：c(Na⁺)＞c(S^2-)＞c(OH^-)＞c(HS^-)＞c(H⁺)，加入少量固体CuSO₄后，溶液中发生离子反应：Cu²⁺+S^2-=CuS↓,由于c(S^2-)降低，故由S^2-水解产生的OH^-量减小，c(OH^-)变小，c(H⁺)变大，溶液的pH减小；Na₂S溶液长期放置所发生的化学反应方程式为2Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2S↓,故离子方程式为2S^2-+O₂+2H₂O=4OH^-+2S↓。