Question

15．圖是將SO₂轉(zhuǎn)化為重要的化工原料H₂SO₄的原理示意圖，下列說法不正確的是（　�。�

• A． 該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能，電流方向為b→a
• B． 催化劑b表面O₂發(fā)生還原反應(yīng)，其附近酸性增強
• C． 催化劑a表面的反應(yīng)：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺
• D． 若得到的硫酸濃度仍為49%，則理論上參加反應(yīng)的SO₂與加入的H₂O的質(zhì)量比為8：15

Answer 1

分析 A．該裝置沒有外加電源，是一個原電池，電流方向與電子流向相反；
B．催化劑b表面O₂發(fā)生還原反應(yīng)生成H₂O，消耗H⁺，其附近酸性減弱；
C．催化劑a表面是SO₂失去電子生成硫酸；
D．總方程為：SO₂+H₂O+$\frac{1}{2}$O₂ =H₂SO₄，先設(shè)加入的SO₂的量和加入的水的量，再根據(jù)方程求出生成硫酸的量和消耗的水的量．

解答 解：A．該裝置沒有外加電源，是一個原電池，把化學能轉(zhuǎn)化為電能，電流方向與電子流向相反，所以電流方向為b→a，故A正確；
B．由圖示可看出，電子由a表面轉(zhuǎn)移到b表面，因此a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，由題意SO₂轉(zhuǎn)化為H₂SO₄發(fā)生氧化反應(yīng)，因此催化劑a表面SO₂發(fā)生氧化反應(yīng)，催化劑b表面O₂發(fā)生還原反應(yīng)生成H₂O，消耗H⁺，其附近酸性減弱，故B錯誤；
C．催化劑a表面是SO₂失去電子生成硫酸，電極方程式為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故C正確；
D．催化劑a處的反應(yīng)為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，
   催化劑b處的反應(yīng)為：$\frac{1}{2}$O₂+2H⁺+2e^-=H₂O
 總方程為：SO₂+H₂O+$\frac{1}{2}$O₂=H₂SO₄
 設(shè)加入的SO₂為xg，H₂O為yg．
則生成硫酸的質(zhì)量為：$\frac{xg×98g/mol}{64g/mol}$
水的質(zhì)量變化為：y-$\frac{xg×98g/mol}{64g/mol}$
根據(jù)二者的比值為49%，可以求得$\frac{x}{y}$=$\frac{8}{15}$，故D正確；
故選B．

點評 本題以二氧化硫制硫酸為知識背景，考查了原電池的原理和電極方程式的書寫．