Question

【題目】Li-SOCl2電池采用LiAlCl4的SOCl2溶液為電解質溶液，是目前比能量最高的化學電源，具有電壓高.儲存壽命長.工作溫度范圍寬.成本低等優點。

（1）該電池的工作原理為：4Li+2SOCl2=4LiCl↓+SO2↑+S↓，該反應的還原產物為__________，若生成標準狀況下氣體11.2L，則轉移電子的數目為_____________；

（2）SOCl2可用于AlCl3·6H2O制備無水AlCl3，請結合離子方程式解釋不采用直接加熱晶體的方法除去結晶水的原因_____________________________________________________________；

（3）解釋Li-SOCl2電池組裝必須在無水條件下的原因_______________________________；

（4）工業制硫酸中，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓的原因______________________；

（5）向NaOH溶液中緩慢通入SO2至過量，反應過程中某微粒X的物質的量濃度隨著通入SO2體積的變化如圖所示，該微粒X為_____________，SO2過量時溶液仍然存在微粒X的原因____________________________。

Answer 1

【答案】S 2NA 存在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+平衡，受熱后HCl揮發，水解平衡持續正向移動，使氯化鋁轉化為氫氧化鋁 Li(或SOCl2)會與水發生反應 常壓SO2的轉化率已經很高，高壓雖能使平衡正向移動，但會增加成本 SO32- 溶液中HSO3-的電離

【解析】

(1)根據氧化還原反應中化合價的變化及電子得失守恒進行分析判斷和計算；

(2) Al3+在溶液中會發生水解，存在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+平衡，根據水解平衡移動分析；

(3)金屬鋰是活潑金屬可與水反應；

(4) 根據反應2SO2+ O22SO3，高壓能使平衡正向移動，但成本太高；

(5) NaOH和二氧化硫反應生成亞硫酸鈉，二氧化硫過量可生成亞硫酸氫鈉，則SO32-濃度先增大后減小，生成的HSO3-可發生微弱電離生成SO32-。

(1)該電池的工作原理為：4Li+2SOCl2=4LiCl↓+SO2↑+S↓，該反應中Li元素由0價變為+1價，失去電子，被氧化，S元素由+4價變為0價，得電子，被還原，還原產物為S；反應中4molLi參與反應生成1mol SO2，轉移4mol電子，生成標準狀況下SO211.2L，即為SO2的物質的量為0.5mol，則轉移電子的物質的量為0.5mol×4=2mol，則數目為2NA；

(2) Al3+在溶液中會發生水解，存在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+平衡，受熱后HCl揮發，水解平衡持續正向移動，使氯化鋁轉化為氫氧化鋁，則SOCl2與水反應生成的鹽酸可以抑制鋁離子的水解，可以用于AlCl3·6H2O制備無水AlCl3；

(3)金屬鋰是活潑金屬，Li(或SOCl2)會與水發生反應，則電池組裝必須在無水條件下進行；

(4)根據反應2SO2+ O22SO3，常壓下，SO2的轉化率已經很高，高壓雖能使平衡正向移動，但會增加成本；

(5) NaOH和二氧化硫反應生成亞硫酸鈉，二氧化硫過量可生成亞硫酸氫鈉，則SO32-濃度先增大后減小，生成的HSO3-可發生微弱電離生成SO32-，則X為SO32-。