Question

【題目】下圖是將SO2 轉化為重要的化工原料H2SO4的原理示意圖。

請回答下列問題：

(1)該裝置將________能轉化為________能，電流方向為________(填“b→a”或“a→b”)。

(2)催化劑b表面O2發生___________反應，其附近酸性________(填“增強”、“不變”或“減弱”)。

(3)催化劑a表面的電極反應式：_________________________________________。

(4)若得到的硫酸濃度仍為49%，則理論上參加反應的SO2與加入的H2O的質量比為________。

Answer 1

【答案】化學 電 b→a 還原 減弱 SO2+2H2O2e==SO42-+4H+ 8∶15

【解析】

（1）根據該裝置沒有外加電源，是一個原電池，把化學能轉化為電能，電流方向與電子流向相反分析；

（2）由圖示可看出，電子由a表面轉移到b表面，因此a表面發生氧化反應由此解答；

（3）催化劑a表面是SO2失去電子生成硫酸；

（4）根據催化劑a處的反應為SO2＋2H2O－2e－=SO42－＋4H＋，催化劑b處的反應為O2＋2H＋＋2e－=H2O，總方程式為SO2+H2O+O2H2SO4分析。

（1）該裝置沒有外加電源，是一個原電池，把化學能轉化為電能，電流方向與電子流向相反，所以電流方向為b→a。故答案為化學；電；b→a ；

（2）由圖示可看出，電子由a表面轉移到b表面，因此a表面發生氧化反應，由題意SO2轉化為H2SO4發生氧化反應，因此催化劑a表面SO2發生氧化反應，催化劑b表面O2發生還原反應生成H2O，消耗H＋，其附近酸性減弱。故答案為還原；減弱；

（3）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－=SO42－＋4H＋。故答案為SO2＋2H2O－2e－=SO42－＋4H＋；

（4）催化劑a處的反應為SO2＋2H2O－2e－=SO42－＋4H＋，催化劑b處的反應為O2＋2H＋＋2e－=H2O，總方程式為SO2+H2O+O2H2SO4，設加入的SO2為xg，H2O為yg，則生成硫酸的質量為，反應后水的質量為，根據硫酸的濃度仍為49%，可以求得x:y=8：15。故答案為8：15