Question

科研、生產(chǎn)中常涉及鈉、硫及其化合物。

（1）實(shí)驗(yàn)室可用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學(xué)反應(yīng)方程式為        。要清洗附著在試管壁上的硫，可用的試劑是        。

（2）下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320℃左右，電池反應(yīng)為2Na+S＝Na₂，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的   倍。

（3）Na₂S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?u>         ，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，原因?yàn)?        （用離子方程式表示）。

Answer 1

【解析】（1）乙醇中還有羥基可以與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣，化學(xué)方程式為2CH₃CH₂OH＋2Na→2CH₃CH₂ONa＋H₂↑；單質(zhì)硫不溶于水，微溶于酒精，易溶液CS₂，在加熱時(shí)可與熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，因此要清洗附著在試管壁上的硫，可選用CS₂或熱的氫氧化鈉溶液；

（2）由電池反應(yīng)可與看出金屬鈉失去電子作為負(fù)極，單質(zhì)硫得電子被還原成，所以正極的電極反應(yīng)式為XS+2e^－＝；由于原電池內(nèi)部要靠離子得定向運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電，同時(shí)鈉和硫極易化合，所以也必需把二者隔離開，因此其作用是離子導(dǎo)電（導(dǎo)電或電解質(zhì)）和隔離鈉與硫；在鉛蓄電池中鉛作負(fù)極，反應(yīng)式為Pb(s)＋SO₄^2－(aq)－2e^－＝PbSO₄(s)，因此當(dāng)消耗1mol即207g鉛時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，而207g鈉可與失去的電子數(shù)為，所以鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的9/2=4.5倍。

（3）Na₂S屬于強(qiáng)堿弱酸鹽S^2－水解顯堿性，所以c(H^＋)最小。但由于水解程度很小，大部分S^2－還在溶液中。因?yàn)闅淞蛩釋儆诙�元弱酸，所以S^2－水解時(shí)分兩步進(jìn)行且以第一步水解為主，方程式為S^2－＋H₂O=HS^－＋OH^－、HS^－＋H₂O=H₂S＋OH^－，因此Na₂S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na^＋)＞c(S^2－)＞c(OH^－)＞c(HS^－)＞c(H^＋)；由于S^2－極易與Cu^2＋結(jié)合形成CuS沉淀而抑制S^2－水解，因此溶液但堿性會(huì)降低，酸性會(huì)增強(qiáng)，方程式為S^2－＋Cu^2＋=CuS↓。S^2－處于最低化合價(jià)－2價(jià)，極易失去電子而被氧化，空氣中含有氧氣可氧化S^2－而生成單質(zhì)硫，方程式為2S^2－＋O₂＋2H₂O=2S↓＋4OH^－。

【答案】（1）2CH₃CH₂OH＋2Na→2CH₃CH₂ONa＋H₂↑；CS₂或熱的氫氧化鈉溶液；

（2）XS+2e^－＝；離子導(dǎo)電（導(dǎo)電或電解質(zhì)）和隔離鈉與硫；4.5；

（3）(Na^＋)＞c(S^2－)＞c(OH^－)＞c(HS^－)＞c(H^＋)；減�。�2S^2－＋O₂＋2H₂O=2S↓＋4OH^－。