Question

科研、生產(chǎn)中常涉及鈉、硫及其化合物．
（1）實(shí)驗(yàn)室用無(wú)水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學(xué)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(jié)構(gòu)示意圖．該電池的工作溫度為200℃左右，電池反應(yīng)為
2Na+xS=Na₂S_x，正極的電極反應(yīng)式為______．M（由Na₂O和Al₂O₃制得）的兩個(gè)作用是______．與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，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(dá)到小的順序?yàn)開_____，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(zhǎng)期放置有硫析出，是因?yàn)開_____（用離子方程式表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)乙醇能和鈉反應(yīng)的性質(zhì)以及硫在二硫化碳中的溶解性知識(shí)來(lái)回答；
（2）原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合原電池的構(gòu)成條件和題意實(shí)際情況來(lái)分析M的作用，根據(jù)鉛蓄電池的工作原理和鈉硫高能電池的工作原理來(lái)回答；
（3）根據(jù)鹽的電離和離子的水解知識(shí)來(lái)比較離子濃度大小，根據(jù)加入硫酸銅后所發(fā)生的反應(yīng)情況來(lái)判斷pH的變化，根據(jù)硫離子的強(qiáng)還原性來(lái)回答．
解答：解：（1）乙醇能和鈉反應(yīng)，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(yīng)，故答案為：2CH₃CH₂OH+2Na=2CH₃CH₂ONa+H₂↑；CS₂[或（熱）NaOH溶液]；
（2）原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在反應(yīng)2Na+xS=Na₂S_x中，硫單質(zhì)得電子，故正極反應(yīng)為：xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x），M作為電解質(zhì)的同時(shí)又將鈉和硫隔開，與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)鉛和鈉時(shí)，鉛成為鉛離子時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是鈉成為鈉離子時(shí)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)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(dǎo)電（導(dǎo)電或電解質(zhì)）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(qiáng)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?yōu)橹行粤蛩徕c溶液，故pH 減小，故答案為：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）；減小；
（4）硫離子有很強(qiáng)還原性，很容易被空氣氧化，反應(yīng)方程式為：2S^2-+O₂+2H₂O=2S↓+4OH^-，故答案為：2S^2-+O₂+2H₂O=2S↓+4OH^-．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道開放性的題目，同時(shí)即考查了有機(jī)物知識(shí)、電化學(xué)知識(shí)還考查了溶液的水解和電離知識(shí)，難度很大．