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）下图为钠硫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+S＝Na₂，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

【解析】（1）乙醇中还有羟基可以与金属钠反应放出氢气，化学方程式为2CH₃CH₂OH＋2Na→2CH₃CH₂ONa＋H₂↑；单质硫不溶于水，微溶于酒精，易溶液CS₂，在加热时可与热的氢氧化钠溶液反应，因此要清洗附着在试管壁上的硫，可选用CS₂或热的氢氧化钠溶液；

（2）由电池反应可与看出金属钠失去电子作为负极，单质硫得电子被还原成，所以正极的电极反应式为XS+2e^－＝；由于原电池内部要靠离子得定向运动而导电，同时钠和硫极易化合，所以也必需把二者隔离开，因此其作用是离子导电（导电或电解质）和隔离钠与硫；在铅蓄电池中铅作负极，反应式为Pb(s)＋SO₄^2－(aq)－2e^－＝PbSO₄(s)，因此当消耗1mol即207g铅时转移2mol电子，而207g钠可与失去的电子数为，所以钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的9/2=4.5倍。

（3）Na₂S属于强碱弱酸盐S^2－水解显碱性，所以c(H^＋)最小。但由于水解程度很小，大部分S^2－还在溶液中。因为氢硫酸属于二元弱酸，所以S^2－水解时分两步进行且以第一步水解为主，方程式为S^2－＋H₂O=HS^－＋OH^－、HS^－＋H₂O=H₂S＋OH^－，因此Na₂S溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na^＋)＞c(S^2－)＞c(OH^－)＞c(HS^－)＞c(H^＋)；由于S^2－极易与Cu^2＋结合形成CuS沉淀而抑制S^2－水解，因此溶液但碱性会降低，酸性会增强，方程式为S^2－＋Cu^2＋=CuS↓。S^2－处于最低化合价－2价，极易失去电子而被氧化，空气中含有氧气可氧化S^2－而生成单质硫，方程式为2S^2－＋O₂＋2H₂O=2S↓＋4OH^－。

【答案】（1）2CH₃CH₂OH＋2Na→2CH₃CH₂ONa＋H₂↑；CS₂或热的氢氧化钠溶液；

（2）XS+2e^－＝；离子导电（导电或电解质）和隔离钠与硫；4.5；

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