Question

15．图是将SO₂转化为重要的化工原料H₂SO₄的原理示意图，下列说法不正确的是（　　）

• A． 该装置将化学能转化为电能，电流方向为b→a
• B． 催化剂b表面O₂发生还原反应，其附近酸性增强
• C． 催化剂a表面的反应：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺
• D． 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8：15

Answer 1

分析 A．该装置没有外加电源，是一个原电池，电流方向与电子流向相反；
B．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；
C．催化剂a表面是SO₂失去电子生成硫酸；
D．总方程为：SO₂+H₂O+$\frac{1}{2}$O₂ =H₂SO₄，先设加入的SO₂的量和加入的水的量，再根据方程求出生成硫酸的量和消耗的水的量．

解答 解：A．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，故A正确；
B．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，故B错误；
C．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^-=SO₄^2-+4H⁺，故C正确；
D．催化剂a处的反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，
   催化剂b处的反应为：$\frac{1}{2}$O₂+2H⁺+2e^-=H₂O
 总方程为：SO₂+H₂O+$\frac{1}{2}$O₂=H₂SO₄
 设加入的SO₂为xg，H₂O为yg．
则生成硫酸的质量为：$\frac{xg×98g/mol}{64g/mol}$
水的质量变化为：y-$\frac{xg×98g/mol}{64g/mol}$
根据二者的比值为49%，可以求得$\frac{x}{y}$=$\frac{8}{15}$，故D正确；
故选B．

点评 本题以二氧化硫制硫酸为知识背景，考查了原电池的原理和电极方程式的书写．