Question

Li-SOCl₂电池采用LiAlCl₄的SOCl₂溶液为电解质溶液，是目前比能量最高的化学电源，具有电压高.储存寿命长.工作温度范围宽.成本低等优点。

（1）该电池的工作原理为：4Li+2SOCl₂=4LiCl↓+SO₂↑+S↓，该反应的还原产物为__________，若生成标准状况下气体11.2L，则转移电子的数目为_____________；

（2）SOCl₂可用于AlCl₃·6H₂O制备无水AlCl₃，请结合离子方程式解释不采用直接加热晶体的方法除去结晶水的原因_____________________________________________________________；

（3）解释Li-SOCl₂电池组装必须在无水条件下的原因_______________________________；

（4）工业制硫酸中，SO₂的催化氧化采用常压而不是高压的原因______________________；

（5）向NaOH溶液中缓慢通入SO₂至过量，反应过程中某微粒X的物质的量浓度随着通入SO₂体积的变化如图所示，该微粒X为_____________，SO₂过量时溶液仍然存在微粒X的原因____________________________。

Answer

S 2NA 存在Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+平衡，受热后HCl挥发，水解平衡持续正向移动，使氯化铝转化为氢氧化铝 Li(或SOCl2)会与水发生反应 常压SO2的转化率已经很高，高压虽能使平衡正向移动，但会增加成本 SO32- 溶液中HSO3-的电离

【解析】

(1)根据氧化还原反应中化合价的变化及电子得失守恒进行分析判断和计算；

(2) Al3+在溶液中会发生水解，存在Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+平衡，根据水解平衡移动分析；

(3)金属锂是活泼金属可与水反应；

(4) 根据反应2SO2+ O22SO3，高压能使平衡正向移动，但成本太高；

(5) NaOH和二氧化硫反应生成亚硫酸钠，二氧化硫过量可生成亚硫酸氢钠，则SO32-浓度先增大后减小，生成的HSO3-可发生微弱电离生成SO32-。

(1)该电池的工作原理为：4Li+2SOCl2=4LiCl↓+SO2↑+S↓，该反应中Li元素由0价变为+1价，失去电子，被氧化，S元素由+4价变为0价，得电子，被还原，还原产物为S；反应中4molLi参与反应生成1mol SO2，转移4mol电子，生成标准状况下SO211.2L，即为SO2的物质的量为0.5mol，则转移电子的物质的量为0.5mol×4=2mol，则数目为2NA；

(2) Al3+在溶液中会发生水解，存在Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+平衡，受热后HCl挥发，水解平衡持续正向移动，使氯化铝转化为氢氧化铝，则SOCl2与水反应生成的盐酸可以抑制铝离子的水解，可以用于AlCl3·6H2O制备无水AlCl3；

(3)金属锂是活泼金属，Li(或SOCl2)会与水发生反应，则电池组装必须在无水条件下进行；

(4)根据反应2SO2+ O22SO3，常压下，SO2的转化率已经很高，高压虽能使平衡正向移动，但会增加成本；

(5) NaOH和二氧化硫反应生成亚硫酸钠，二氧化硫过量可生成亚硫酸氢钠，则SO32-浓度先增大后减小，生成的HSO3-可发生微弱电离生成SO32-，则X为SO32-。