Question

科研、生產中常涉及鈉、硫及其化合物．
（1）實驗室用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學方程式為______．要清洗附著在試管壁上的硫，可用的試劑是______．
（2）如圖為鈉硫高能電池的結構示意圖．該電池的工作溫度為200℃左右，電池反應為
2Na+xS=Na₂S_x，正極的電極反應式為______．M（由Na₂O和Al₂O₃制得）的兩個作用是______．與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池______倍．
（3）Na₂S溶液中離子濃度由達到小的順序為______，向該溶液中加入少量固體CuSO₄，溶液pH______（填“增大”、“減小”或“不變”）． Na₂S溶液長期放置有硫析出，是因為______（用離子方程式表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據乙醇能和鈉反應的性質以及硫在二硫化碳中的溶解性知識來回答；
（2）原電池正極發生得電子的還原反應，結合原電池的構成條件和題意實際情況來分析M的作用，根據鉛蓄電池的工作原理和鈉硫高能電池的工作原理來回答；
（3）根據鹽的電離和離子的水解知識來比較離子濃度大小，根據加入硫酸銅后所發生的反應情況來判斷pH的變化，根據硫離子的強還原性來回答．
解答：解：（1）乙醇能和鈉反應，方程式為：2CH₃CH₂OH+2Na=2CH₃CH₂ONa+H₂↑，硫極易溶于二硫化碳，微溶于酒精，不溶于水，還能和熱的氫氧化鈉溶液反應，故答案為：2CH₃CH₂OH+2Na=2CH₃CH₂ONa+H₂↑；CS₂[或（熱）NaOH溶液]；
（2）原電池正極發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-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x），M作為電解質的同時又將鈉和硫隔開，與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質鉛和鈉時，鉛成為鉛離子時轉移電子的物質的量是鈉成為鈉離子時轉移的電子的物質的量的4.5倍，即鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池4.5倍，故答案為：xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x）、離子導電（導電或電解質）和隔離鈉與硫、4.5；
（3）硫化鈉電離出的離子有鈉離子和硫離子，理論上鈉離子濃度是硫離子的2倍，故c（Na⁺）＞c（S^2-），但少量的硫離子水解，第一步水解強于第二步，兩步水解均生成氫氧根，故c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-），溶液顯堿性，故氫離子濃度最小，加硫酸銅后，溶液由堿性硫化鈉溶液變為中性硫酸鈉溶液，故pH 減小，故答案為：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）；減��；
（4）硫離子有很強還原性，很容易被空氣氧化，反應方程式為：2S^2-+O₂+2H₂O=2S↓+4OH^-，故答案為：2S^2-+O₂+2H₂O=2S↓+4OH^-．
點評：本題是一道開放性的題目，同時即考查了有機物知識、電化學知識還考查了溶液的水解和電離知識，難度很大．