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
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________。
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。
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