Question

9．如图是将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
• 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表面的反应是：SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H+
• D． 若通入的H₂O和SO₂比例合适，得到的硫酸质量分数可能仍为49%

Answer 1

分析 A．该装置没有外加电源，是原电池装置；
B．催化剂b表面O₂发生还原反应生成H₂O；
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，是原电池装置，把化学能转化为电能，故A正确；
B．由图示可看出，催化剂b表面O₂发生还原反应生成H₂O，电极方程式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，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-$\frac{xg×18g/mol}{64g/mol}$
根据二者的比值为49%，可以求得$\frac{x}{y}$=$\frac{8}{15}$，所以通入的H₂O和SO₂比例合适，得到的硫酸质量分数可能仍为49%，故D正确；
故选B．

点评 本题考查了原电池原理的应用，注意掌握电极的判断、电极方程式的书写是解决本题的关键，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．