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第三节　化学能转化为电能——电池
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1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。
2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
一、原电池原理及应用
1．概念
把____能转化为____能的装置。
2．工作原理(以锌铜原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型
电子流向 由Zn沿导线流向Cu
盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
3．原电池构成条件
(1)两个____________的电极(金属和金属或金属和非金属导体)。
(2)将电极插入______溶液中(或熔融电解质)。
(3)用导线连接电极构成____________________。
(4)能自发进行的________反应。
4．正、负极判断
特别提示：(1)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(2)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
(3)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
(4)原电池电极的“正”极与“负”极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
(5)判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极。
即时训练1分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　)。
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
即时训练2下列装置可以形成原电池的是______，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式：正极：______________；负极：______________。
二、化学电源
1．一次电池——碱性锌锰干电池(不能充电，不能反复使用)
负极材料是Zn，正极是MnO2。
总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－；
负极反应：__________________________。
2．锌银电池——一次电池
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；
正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
总反应式：______________________。
3．二次电池(可充电电池)
铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是____，正极材料是______。
(1)放电时的反应
①负极反应：_______________________________________________________________。
②正极反应：________________________________________________________________。
③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
(2)充电时的反应
①阴极反应：________________________________________________________________。
②阳极反应：________________________________________________________________。
③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
(3)可充电电池原理示意图
4．燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
酸性 碱性
负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式 2H2＋O2===2H2O
特别提示：二次电池和燃料电池的几个注意事项：
(1)可充电电池(二次电池)充电时，电池正极接电源正极，电池负极接电源负极。
(2)可充电电池(二次电池)放电时负极发生氧化反应，充电时该极(阴极)发生还原反应；放电时正极发生还原反应，充电时该极(阳极)发生氧化反应。
(3)燃料电池的负极为通入燃料的一极，正极为通入助燃剂的一极(一般为氧气)，电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。
即时训练3下列有关电池的叙述不正确的是(　　)。
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
即时训练4(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH______。(填“变小”“增大”或“不变”)
(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将______，溶液的pH______________。(填“变小”“增大”或“不变”)
三、金属的腐蚀与防护
1．金属腐蚀
(1)定义：金属与周围的气体(或液体)发生________反应而引起损耗的现象。
(2)本质：金属原子______而被氧化。
2．金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属与__________________接触 不纯金属或合金与__________接触
现象 ____电流产生 ______电流产生
本质 金属被____ 较活泼金属被____
实例 金属与Cl2、O2等直接反应 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
联系 两者往往同时发生，______腐蚀更普遍
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
电极反应 负极
正极
总反应式 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
联系 ________更普遍
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
3．金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法——______原理
a．____：比被保护金属活泼的金属；
b．____：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——____原理
a．____：被保护的金属设备；
b．____：惰性金属。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
即时训练5如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是__________________，甲中正极反应为______________，乙中正极反应为____________________________。
即时训练6下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(　　)。
A．④＞②＞①＞③ B．②＞①＞③＞④
C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞①
一、原电池正、负极的判断与电极反应式的书写
1．正、负极的判断
特别提示：在判断原电池的电极时，不能简单的依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极。再如Fe、Al在浓硝酸中钝化后比Cu等金属更难失电子，Cu作负极，Fe、Al作正极。
2．电极反应式的书写方法思路
3．复杂电极反应式的书写
＝－
如CH4酸性燃料电池中，电极反应式为：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式
－2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正极反应式
CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……负极反应式
4．新型电池的分析思路
以新型电池的研制开发为素材对原电池原理的考查是高考命题的热点题型，涉及的主要问题有：
(1)正、负极的判断：发生失电子反应的电极是负极，发生得电子反应的电极是正极。
(2)电子的流向和电解质溶液中离子的流向：外电路电流方向从正极流向负极；电源内电路电流方向从负极流向正极。原电池装置中，外电路电子流向与电流方向相反，从负极流向正极；电源内电路即电解质溶液，阳离子流向与电流相同，流向正极，阴离子流向与电流方向相反，流向负极。
(3)电极反应式的书写：①负极失去电子发生氧化反应；正极溶液中阳离子(或氧化性强的离子)得到电子，发生还原反应。②两电极转移电子数守恒，符合正极反应加负极反应等于电池反应的原则。③注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并。如碱式氢氧燃料电池中的负极反应不能写成：2H2－4e－===4H＋，因生成的H＋会迅速与OH－反应生成H2O，所以要写成2H2＋4OH－－4e－===4H2O。
【例1－1】图甲和乙是双液原电池装置。回答下列问题。
(1)甲池中的正极反应为__________，乙池的负极反应为__________。
(2)盐桥的作用是____________，并____________。
(3)乙图当有1 mol电子通过外电路时，正极有______g Ag析出。
【例1－2】Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为__________________。
(2)电池正极发生的电极反应为______________________________________________。
二、原电池原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率增大。
2．比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。例如，有两种金属a、b，用导线连接或a、b之间用导线连上灵敏电流计后，插入到稀硫酸中，观察到a溶解，b极上有气泡产生，则推测a为负极，b为正极，金属活动性a＞b。
3．用于金属的保护
使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。
4．设计制作化学电源
设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：
(1)首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应。
(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。
①电极材料的选择
在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物质反应。两个电极的构成分为以下四种情况：
a．活动性不同的两种金属。例如，锌铜原电池中，锌板作原电池的负极，铜板作原电池的正极。
b．金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作原电池的负极，石墨棒作原电池的正极。
c．金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作原电池的负极，二氧化铅作原电池的正极。
d．惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。
②电解质溶液的选择
电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的阳离子。
如在锌铜硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。
(3)按要求画出原电池装置图。
如根据以下反应设计的原电池：
原理 装置图
化学反应：CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu电极反应：负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu
5．判断金属腐蚀的快慢
金属腐蚀既受到其组成的影响，又受到外界因素的影响。通常金属腐蚀遵循以下规律：
(1)不同类型的腐蚀规律
电解原理引起的腐蚀(金属作阳极)＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。
(2)电化学腐蚀
①在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢是：电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。
②在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀。
金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。
③对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
④对于不同氧化剂来说，氧化性越强，腐蚀越快。
⑤由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。
【例2】铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_____________________________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应：_________________________________________________________________；
负极反应：_______________________________________________________________。
原电池原理应用的探究实验
【实验目的】
(1)金属活泼性强弱比较的实验探究。
(2)铁生锈实验条件的探究。
(3)金属腐蚀快慢因素的实验探究。
【实验典例】
以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：
如图，剪取约8 cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸除去表面氧化膜，使镁条与铝片分别与量程为50 μA的教学演示电表的“－”、“＋”端相连接，迅速将两电极插入盛有1 mol·L－1 NaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向左偏移约500 μA，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向右偏移，且电流逐渐增大至约400 μA，此时，铝片表面气泡有所减少，镁条表面只有极少量的气泡产生。
根据以上实验现象，回答下列问题：
(1)开始阶段，原电池的正极是___________(填“镁”或“铝”)片；铝片表面产生的气泡是______________________；负极发生的反应是______________________。
(2)随后阶段，铝片发生的电极反应式是________________________；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因之一是：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(极少)，试判断此电极发生的主要反应是______________；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是________________________________________________________________________。
1．(2012海南化学)下列叙述错误的是(　　)。
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
2．(2012全国大纲理综)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(　　)。
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
3．结合下图判断，下列叙述正确的是(　　)。
A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀
4．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　)。
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．镀锌层破损后对铁制品失去保护作用
5．(2012四川理综)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是(　　)。
A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
6．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是(　　)。
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
7．(2012海南化学部分)肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________________。
8．如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＋xS===Na2Sx，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。
参考答案
基础梳理整合
一、1．化学　电
2．锌片　铜片　Zn－2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu　氧化反应　还原反应
3．(1)活泼性不同　(2)电解质　(3)闭合回路(或两电极接触)　(4)氧化还原
即时训练1　B
即时训练2　答案：B　银片：2Ag＋＋2e－===2Ag　铜片：Cu－2e－===Cu2＋
二、1．Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
2．Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag
3．Pb　PbO2
(1)①Pb－2e－＋SO===PbSO4
②PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O
(2)①PbSO4＋2e－===Pb＋SO
②PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
4．O2＋4e－＋4H＋===2H2O
即时训练3　B
即时训练4　答案：(1)变小　变小　(2)变小　增大
三、1．(1)氧化还原　(2)失电子
2．(1)非金属单质直接　电解质溶液　无　有微弱　氧化　氧化　电化学
(2)水膜酸性较强(pH≤4.3)　水膜酸性很弱或呈中性　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　吸氧腐蚀
3．(1)①原电池　负极　正极　②电解　阴极　阳极
即时训练5　答案：导管中液面左低右高　4H＋＋4e－===2H2↑　2H2O＋O2＋4e－===4OH－
即时训练6　A
核心归纳突破
【例1－1】答案：(1)Co2＋＋2e－===Co　Co－2e－===Co2＋
(2)形成闭合回路　保持两边溶液电中性　(3)108
解析：乙图中正极反应：Ag＋＋e－===Ag，当有1 mol电子通过时，有1 mol Ag析出，即108 g。
【例1－2】答案：(1)锂　Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2
解析：分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。
(1)负极材料为Li(还原剂)，Li－e－===Li＋；
(2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2。
【例2】答案：(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)
正极反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
负极反应：Cu－2e－===Cu2＋
解析：(1)Fe3＋具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、铜等氧化成相应的离子，Fe3＋腐蚀铜制电路板利用的就是这个原理，反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)由反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可以判断出铜化合价升高，发生氧化反应，铜作负极，铁元素化合价降低，Fe3＋发生还原反应，正极可以选用石墨棒，电解质溶液可以选用氯化铁溶液。回忆并仿照教材上的铜锌原电池装置，可以画出此原电池的装置图。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)铝　H2　Mg＋2OH－－2e－===Mg(OH)2
(2)Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　铝片中含有杂质，构成原电池
解析：(1)由于Mg比Al活泼，在开始阶段形成的原电池中Mg作负极，Al作正极，电解质溶液为NaOH溶液。Mg失电子：Mg＋2OH－－2e－===Mg(OH)2，H2O得电子：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即Al表面产生气泡，总反应式为Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。
(2)随后阶段，电流表指针逆向偏转，说明Al作负极，失电子：Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－，O2得电子：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。铝片表面气泡减少，但未消失，可能是铝片中含有的杂质与Al形成原电池，杂质作正极，H2O得电子：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产生少量气泡。
演练巩固提升
1．C　解析：生铁中含有碳，构成原电池加快了腐蚀速率，故A选项正确；用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈，是因为构成的原电池中Fe作负极，加快了腐蚀速率，故B选项正确；在铁制品上镀铜时，镀件应为阴极，故C选项错；铁管上镶嵌锌块，构成的原电池中Fe作正极，受到保护，故D选项正确。
2．B　解析：由题意知：①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①，则①大于②；①③相连时，③为正极，则①大于③；②④相连时，②有气泡逸出，则④大于②；③④相连时，③的质量减少，则③大于④，B选项正确。
3．A　解析：A项两个装置都是原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知，原电池对正极起到了保护作用，故A正确；B项Ⅰ中的负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，故B错误；C项Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故C错误；D项Ⅰ中不能生成蓝色沉淀。
4．C　解析：电镀时Zn为阳极，Fe为阴极，KCl、ZnCl2的混合溶液为电解质溶液，若未通电，不存在自发进行的氧化还原反应，故不能构成原电池，故A错；电镀时，导线中每通过2 mol电子，就会析出1 mol锌，通过的电量与析出的锌量的关系确定，故B错；电镀时保持电流恒定，则反应的速率就不会改变，故升高温度对反应的速率无影响，故C正确；镀锌层破损后，锌与铁可构成原电池的两个电极，铁做正极受到保护，故D错。
5．C　解析：本题考查的是原电池和电解池原理。原电池中H＋移向电池的正极，A项错误；该原电池的总反应为乙醇的燃烧方程式，C项正确；用C项的方程式进行判断，有0.4 mol的电子转移，消耗氧气为0.1 mol，B项错误；酸性电池不可能得到OH－，D项错误。
6．C　解析：由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知，电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故Fe为负极，Ni2O3为正极，A正确。放电时，Fe失电子被氧化，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正确。充电时，阴极发生还原反应，电极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，pH增大，C错误。充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正确。
7．答案：2N2H4－4e－＋4OH－===2N2＋4H2O
解析：“肼—空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应，故负极是肼发生反应：2N2H4－4e－＋4OH－===2N2＋4H2O。
8．答案：xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx)　离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫　4.5
解析：正极上硫得电子被还原：xS＋2e－===S；M的两个作用：作固体电解质和隔膜(隔离钠与硫)；钠硫电池和铅蓄电池的负极分别为Na和Pb，则消耗等质量的Na和Pb时，钠硫电池的放电量(转移电子数)是铅蓄电池的＝4.5倍。
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