下图是将SO2 转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。请回答下列问题： (1)该装置将能转化为能，电流方向为(填“b→a”或“a→b”)。 (2)催化剂b表面O2发生反应，其附近酸性(填“增强”、“不变”或“减弱”)。 (3)催化剂a表面的电极反应式：。 (4)若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为。

2019-11-27

下载本文

下图是将SO₂ 转化为重要的化工原料H₂SO₄的原理示意图。

请回答下列问题：

(1)该装置将________能转化为________能，电流方向为________(填“b→a”或“a→b”)。

(2)催化剂b表面O₂发生____________反应，其附近酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。

(3)催化剂a表面的电极反应式：_________________________________________。

(4)若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO₂与加入的H₂O的质量比为________。

优质解答

答案　(1)化学　电　b→a

(2)氧化　减弱

(3)SO₂＋2H₂O－2e^－===SO＋4H^＋

(4)8∶15

解析　(1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为b→a。(2)由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此a表面发生氧化反应，由题意SO₂转化为H₂SO₄发生氧化反应，因此催化剂a表面SO₂发生氧化反应，催化剂b表面O₂发生还原反应生成H₂O，消耗H^＋，其附近酸性减弱。(3)催化剂a表面是SO₂失去电子生成硫酸，电极方程式为SO₂＋2H₂O－2e^－===SO＋4H^＋。(4)催化剂a处的反应为SO₂＋2H₂O－2e^－===SO＋4H^＋，催化剂b处的反应为O₂＋2H^＋＋2e^－===H₂O，总方程式为SO₂＋H₂O＋O₂===H₂SO₄，设加入的SO₂为x g，H₂O为y g，则生成硫酸的质量为，反应后水的质量为，根据硫酸的浓度仍为49%，可以求得x∶y＝8∶15。

答案　(1)化学　电　b→a

(2)氧化　减弱

(3)SO₂＋2H₂O－2e^－===SO＋4H^＋

(4)8∶15

解析　(1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为b→a。(2)由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此a表面发生氧化反应，由题意SO₂转化为H₂SO₄发生氧化反应，因此催化剂a表面SO₂发生氧化反应，催化剂b表面O₂发生还原反应生成H₂O，消耗H^＋，其附近酸性减弱。(3)催化剂a表面是SO₂失去电子生成硫酸，电极方程式为SO₂＋2H₂O－2e^－===SO＋4H^＋。(4)催化剂a处的反应为SO₂＋2H₂O－2e^－===SO＋4H^＋，催化剂b处的反应为O₂＋2H^＋＋2e^－===H₂O，总方程式为SO₂＋H₂O＋O₂===H₂SO₄，设加入的SO₂为x g，H₂O为y g，则生成硫酸的质量为，反应后水的质量为，根据硫酸的浓度仍为49%，可以求得x∶y＝8∶15。