Question

【題目】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容易吸收環境中的水分，需要對其進行定量分析。具體步驟如下圖所示：

①加入過量試劑a，發生反應的離子方程式為___________________________。

②生成氧化鋁的化學反應方程式是_______________________________________。

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（Na2Sx）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，其反應原理如下圖所示：

①據下表數據，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）。

a .100℃以下　　　b . 300℃～ 350℃　　　c. 100℃～ 300℃　　d. 350℃～ 2050℃

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

②該電池工作時，2Na + xS（3<x<5）＝Na2Sx，則電極A上發生的電極反應式是_______。

內電路中Na+的移動方向為_________（填“從A到B”或“從B到A”）。

Answer 1

【答案】 Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3+3NH4+ 2Al（OH）3＝Al2O3+H2O（加熱） 1000m/51V b Na-e-＝Na+ 從A到B

【解析】（1）分析實驗流程可知，將樣品配制成溶液后，加入過量的氨水與其反應生成氫氧化鋁沉淀，然后過濾、洗滌得到氫氧化鋁，最后把沉淀加熱分解得到了氧化鋁。

①加入過量試劑a，發生反應的離子方程式為Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3+3NH4+ 。

②生成氧化鋁的化學反應方程式是2Al(OH)3 Al2O3+H2O 。

③由氧化鋁的質量可以求出n(Al2O3)= = mol，由鋁元素守恒可以求出n(Al3+)= mol，所以Al(NO3)3待測液中c(Al3+) ＝ = mol·L-1。

（2）①由表中鈉和硫的熔、沸點數據，可以判斷該電池工作的適宜溫度應控制在115℃～444.6℃范圍內,以保證鈉和硫牌熔融狀態、且不轉化為氣態，所以選b較為合適。

②該電池工作時，2Na + xS（3<x<5）＝Na2Sx，電極A與熔融鈉接觸，所以A電極為負極，發生的電極反應式是Na-e-＝Na+。原電池中陽離子一般向正極移動、陰離子向負極移動，由于氧化鋁陶瓷只傳導鈉離子，所以內電路中Na+的移動方向為從A到B。