电化学原理及其应用 PPT

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电化学原理PPT课件

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(saturated calomel electrode,SCE) 6.导线;7. Hg;8.纤维
以标准氢电极的电极电势为标准,
可以测得SCE的电势为0.2415V。
.
21
对电极(辅助电极)
对电极一般使用惰性贵金属材料如铂丝等, 以免在此表面发生化学反应,用于与工作 电极形成回路。
.
22
电化学工作站
.
17
电化学三电极系统
• 工作电极(Working electrode) • 参比电极(Reference electrode) • 对电极(Auxiliary electrode)
.
18
工作电极
滴汞电极(极谱法) 铂电极 金电极 碳电极 热解石墨(PG)
玻碳(GC) 碳糊 碳纤维
.
19
参比电极
.
9
电分析成为独立的方法学
• 三大定量关系的建立 1833年法拉第定律Q=nFM 1889年能斯特W.Nernst提出能斯特方程
1934年尤考维奇D.Ilkovic提出扩散电流方程 Id = kC
.
10
近代电分析方法
(1) 电极的发展:化学修饰电极、超微电极 (2) 多学科参与:生物电化学传感器 (3)与其他方法联用:光谱-电化学、HPLC-EC、
1753年,俄国著名电学家利赫曼为了验证
富兰克林的实验,不幸被雷电击死,这是
做电实验的第一个牺. 牲者。
4
电化学的发展史
1791年, 意大利伽伐尼的青蛙实验 (电化学的起1799年, 伏特堆 (伏特电池/原电池的雏形)
.
6
电化学的发展史
1807年, 戴维电解木灰(potash)和苏打(soda), 分别得到钾(potassium)和钠(sodium)元素

《电化学基础》课件

《电化学基础》课件

电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度,是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下,反应速率可由实验测定,对于一些特 定的电化学反应,也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数,它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下,反应速率常数可以通过实验测定,也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大,表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程,从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理,同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段,通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象,探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数,以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器,以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程,如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料,如正负极材 料、电解液、隔膜等。

《应用电化学》课件

《应用电化学》课件
主要为便携式电子设备、电动车 和混合动力汽车等提供动力。
燃料电池应用
主要用于为电动车和无人机等提 供长续航能力。
电池与燃料电池的优化
电池优化
提高能量密度、降低成本、提高安全 性是当前的研究重点。
燃料电池优化
提高效率和降低成本是主要的研究方 向,同时还需要解决氢储存和运输的 问题。
THANKS
感谢观看
通过优化电化学检测器件的响应范围,拓 宽电化学生物传感器的检测范围,使其能 够检测更多种类的目标物质。
降低交叉干扰
微型化和便携化
在生物分子识别元件的设计和制备过程中 ,应尽量避免交叉干扰,提高电化学生物 传感器的特异性。
通过改进制造工艺和材料选择,实现电化 学生物传感器的微型化和便携化,使其更 适用于现场检测和实时监测。
电流流动
02
03
腐蚀速率
在腐蚀过程中,电流在金属表面 流动,导致金属原子或分子的损 失或转移。
腐蚀速率取决于电流密度、电极 反应动力学和反应物质的扩散速 度等因素。
电化学腐蚀类型
宏电池腐蚀
由于金属表面存在电位差异, 形成微电池,导致金属的损失

微电池腐蚀
金属表面微小的电位差异导致 微小的电流流动,引起金属的 损失。
质。
电解反应原理
电解反应涉及电子的传递和离子 的迁移,在电极上发生氧化或还
原反应,生成相应的产物。
电解过程的分类
根据电解反应的类型和电极反应 的不同,电解过程可分为分解、
合成、电镀、电解冶炼等。
电解过程的应用
工业生产
电解过程广泛应用于工业生产中,如电解炼铜、电解铝、氯碱工 业等,通过电解反应将原料转化为产品。
应用电化学的原理

电化学工作站原理及应用(ppt)

电化学工作站原理及应用(ppt)

Hg|Hg2SO4|SO42-
H g 2 S O 4 2 e 2 H g S O 4 2
0
RT 2F
ln aSO42
亚汞不稳定,高温时易变成Hg2+,受温度影响大。防止Hg2SO4水解,应选 高浓度的SO42-,<40℃。
参比电极
常见的参比电极
③ 汞-氧化汞电极;
Hg|HgO|OH-
H g O H 2 O 2 e H g 2 O H
形状:例如天津第一电镀厂,要镀12 t的轴(直径1.2 m,长 :12 m),怎么做呢?
就在地下挖个大坑,把轴吊在坑里并转动,转动的目的是减小浓差极 化,四周为辅助电极,如下图所示:
⑥ 恒电位测量中,电解池的内阻要小。
参比电极
作用:比较。 本身电位的稳定。 应具备的条件 ① 可逆电极(浓度不变,电位不变);
两类溶液体系
1.被测体系 研究电极所处的溶液体系。
2.测量体系 参比电极所处的溶液体系。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
1.2.1 电解池/容器
是装电解质溶液、WE、CE所用,是一种容器,要求稳 定性好,不溶出杂质,不与电极物质、电解液发生反应,大 部分无机电解质是玻璃的,强碱电解液例外,具体要求如下 : ① 化学稳定性高; ② 体积适中
2.三电极电化学池
工作电极(WE) 参比电极(RE) 对或辅助电极(counter
or auxiliary electrode, CE)
对电极 通气口
工作电极 34号磨口塞
出气口
14号磨口塞 鲁金毛细管
加入的电极叫做参比电极,它的作用是为了 测量进行这些反应的电极电位的一个基准电 极。
④ 气体电极:要注意气体的入口和出口

电化学基础-PPT课件

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35
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是:
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断,下列叙述中正确的是( )
A. 电池放电时,负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时,镍元素被氧化
C. 电池充电时,氢元素被还原
D. 电池放电时,H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_;
(2)银电极为电池的___正_____极,CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_+__+__e_-__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_-___=__C__u_2_+__________;
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
6. 双液原电池的工作原理(有关概念)
(1)盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出
(2)盐桥的作用是什么?
可提供定向移动的阴阳离子,
使由它连接的两溶液保持电
中性,盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
,使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用: (1)形成闭合回路。
?思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫
化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方 法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中, 再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑 色会褪去而银不会损失。 试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3+ ; 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag;+S2-

《电化学极化》课件

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05
电化学极化的未来发展
新材料的应用
总结词
随着科技的发展,新型电化学材料不断涌现 ,为电化学极化技术的发展提供了更多可能 性。
详细描述
目前,科研人员正在研究新型的电极材料、 电解质材料和隔膜材料等,以提高电化学极 化的效率和稳定性。这些新材料具有更高的 电化学活性、更好的导电性和更强的耐腐蚀 性等特点,能够显著提升电化学极化的性能

新型电极的设计
要点一
总结词
新型电极的设计是电化学极化技术发展的关键,能够提高 电极的效率和寿命。
要点二
详细描述
科研人员正在探索新型电极的结构和组成,以优化电极表 面的反应动力学和电荷传递过程。通过改变电极的形貌、 组成和孔隙结构等参数,可以显著提高电极的电化学性能 和稳定性,进一步推动电化学极化技术的发展。
注意事项
由于电极电位进行周期性的扫描,因此适用于可 逆和半可逆体系,避免极化对实验结果的影响。 同时需要注意扫描速度和扫描路径的选择,以获 得准确的实验结果。
04
电化学极化的实际应用
电池技术
电池性能优化
通过研究电化学极化现象,可以深入 了解电池内部的反应机制,从而优化 电池的充放电性能、能量密度和循环 寿命。
电化学极化的影响因素
金属的性质
不同金属在电解质溶液中的电化学极化程度 不同,这主要取决于金属的电子结构和表面 特性。
电解质溶液的组成和性质
电解质溶液的组成和性质对电化学极化有重要影响 ,例如离子种类、浓度、溶液的酸碱度等。
电极电位
电极电位是影响电化学极化的一个重要因素 。在一定的电极电位下,金属的电化学极化 程度会有所不同。
电化学极化的动力学模型
01
建立电化学极化动力学模型需要 考虑金属表面电荷分布的变化速 率以及界面反应速率等因素。

电化学原理及应用-PPT课件

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【变式1】(2010·江苏卷)下图是 一种航天器能量储存系统原理 示意图。下列说法正确的是( )
A.该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为: O2+2H2O+4e- 4OH- C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实 现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转 化
解析:图2是原电池,其中A(负极)电极反应式为: BH-—8e-+8OH- BO+6H2O,B(正极)电极反应式为: H2O2+2e- 2OH-,故Na+应往正极区迁移,A错B对;
C 项 所 对 应 的 情 况 是 Zn - C - ZnSO4 原 电 池 ( 吸 氧 腐 蚀),负极(Zn板)电极反应式为:Zn-2e- Zn2+,正极 (铅笔)电极反应式为:O2+4e-+2H2O 4OH-,C对;
3.对于二次电池反应,需要看清“充电、放电” 的方向,放电的过程为原电池,充电的过程为电 解池。 4.电解质溶液中的离子(如H+、OH-),若电极反 应的产物能与之反应,则要写在反应式中。
【典型例题1】 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结 构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( B) A.该电池能够在高温下工作 B.电池的负极反应为: C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2↑+24H+ C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移 D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成 标准状况下CO2 44.8 L
答案:A、B
与原电池正极相连的电极为电解池的 阳极,与负极相连的电极为电解池的阴极。 在阳极处为阴离子放电,在阴极处为阳离 子放电,根据题中的现象,可以得出阴、 阳极,进而得出正、负极。
【变式2】(2011·苏锡常镇二模)图1是在金属锌板上贴 上一张用某溶液浸湿的滤纸,图2是NaBH4/H2O2燃料 电池;

应用电化学PPT课件

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应用电化学发展趋势与挑战
发展趋势
随着新能源、环保等领域的快速发 展,应用电化学在能源存储与转换、 环境电化学等方面呈现出广阔的应 用前景。
挑战
应用电化学面临着电极材料性能、 反应机理、稳定性等方面的挑战, 需要加强基础研究和应用创新。
学生自我评价与建议
自我评价
通过本课程的学习,我对应用电化学有了更深入的了解,掌握了基本的电化学 知识和实验技能,但在理论理解和实践应用方面还需加强。
03
CATALOGUE
电化学应用技术
电镀与电沉积技术
电镀原理
通过电解作用在金属表面沉积一层金属或合金,以改善其表面性 能。
电镀种类
包括镀铬、镀锌、镀金、镀银等多种类型,广泛应用于机械制造、 电子电器等领域。
电沉积技术
利用电化学原理在导体或半导体表面沉积金属、合金或化合物,制 备具有特定功能的薄膜材料。
通过测量电解过程中电流-电压曲线 变化,对环境中的污染物进行定性和 定量分析。
06
CATALOGUE
电化学实验方法与技术
电化学实验安全知识
实验室安全规则
必须遵守实验室各项安 全规定,注意防火、防 爆、防毒等。
仪器安全使用
使用电器设备时,应注 意防止触电和短路;使 用高温设备时,应防止 烫伤和火灾。
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CATALOGUE
目 录
• 引言 • 电化学基础知识 • 电化学应用技术 • 电化学在能源领域的应用 • 电化学在环境领域的应用 • 电化学实验方法与技术 • 课程总结与展望
01
CATALOGUE
引言
电化学概述
电化学是研究电与化学变化之间 相互关系的科学,涉及电能与化
学能之间的转换。
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●考点整合
1.原电池、电解池、电镀池的综合比较
原电池
电解池
电镀池
利用电解原理在
某些金属(或非 定 将化学能转变 将电能转变成
金属制品)表面 义 成电能的装置 化学能的装置
镀上一层其他金
属或合金的装置
装 置 举 例
(1)活动性不同
(1)两电极接直 (1)镀层金属接
的两电极

流电源 电池正极,镀件
答案:B
点拨:知识:原电池原理、电极反应式的书写。能力: 对原电池原理的分析理解能力。试题难度:中等。
2.(2013·北京卷·9)用石墨电极电解 CuCl2 溶液(见右图)。 下列分析正确的是( )
A.a 端是直流电源的负极 B.通电使 CuCl2 发生电离 C.阳极上发生的反应:Cu2++2e-===Cu D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
成的硫酸稀释,设有 1 mol SO2 参与反应,则生成 49%的硫
酸 200 g,故两者质量比为
-98+18)= ,D 正
确。
答案:B
点拨:本题考查原电池知识,考查考生读图能力、分析 能力和知识迁移能力。难度较大。
4.(2013·武汉市 4 月调研·27)甲醇是一种重要的化工原料 和新型燃料。
(3)串联电路中的各个电极反应中得、失电子数相 等上述三种情况下,在写电极反应式时得、失电子 数要相等,在计算电解产物的量时,应按得、失电 子数相等计算
2.原电池电极反应的书写 (1)原电池电极反应式的书写一定要考虑介质的影响,现 以 氢 氧 燃 料 电 池 为 例 分 析 , 其 电 池 反 应 式 为 2H2 + O2===2H2O。其电极反应式书写步骤:先不考虑介质的影响, 分别写出负极的反应式:H2-2e-===2H+,正极的反应式: O2+4e-===2O2-。再考虑介质的影响,在酸性溶液中,H+稳 定存在,O2-必然与 H+结合成 H2O(非氧化还原反应);在碱 性溶液(如 KOH 溶液)中,H+必然与 OH-结合成 H2O,O2- 必然与 H2O 结合成 OH-(非氧化还原反应)。
第三步:写电极反应式和总的电解方程式。阴极:2Cu2 ++4e-===2Cu;阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+。
根据得失电子数相等,两极反应式相加得总方程式: 电解
2CuSO4+2H2O=====2Cu+O2↑+2H2SO4。
4.惰性电极电解酸、碱、盐溶液的规律
5.化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,其中电化学腐蚀 是普遍存在的一种形式。化学腐蚀就是金属或合金直接与具 有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。 金属直接将电子转移给有氧化性的物质,无电流产生,主要 腐蚀金属单质。电化学腐蚀就是不纯的金属或合金与电解质 溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。活泼金属将电子间 接转移给氧化性较强的物质,有微弱电流产生,主要腐蚀较 活泼金属。
解析:可利用电解质溶液中离子的移动方向判断出电源 的正负极,并写出电极反应式和反应现象。
A.铜离子应移向阴极,则 a 为负极。B.CuCl2 发生电离 是在水分子的作用下完成的,并非通电才能发生。C.反应 Cu2 ++2e-===Cu 应在阴极上发生,阳极上发生的反应应为 2Cl- -2e-===Cl2↑。D.通电一段时间后,应在阳极附近观察到黄 绿色气体。
(2)某温度下,将 1 mol CO 和 3 mol H2 充入 1 L 的密闭容 器中,充分反应后,达到平衡时 c(CO)=0.1 mol/L。若保持 温度和体积不变,将起始物质的物质的量改为 a mol CO、b mol H2、c mol CH3OH,欲使开始时该反应向逆反应方向进 行,c 的取值范围是________。
(2)燃料电池中若是 NaOH 等强碱溶液作电解质溶液,生 成的 CO2 要转化成 CO32-,根据反应前后碳元素化合价变化确 定转移的电子数目。如 CH4—O2—NaOH 燃料电池中,CH4 中 C 失去 8 个电子,负极反应式:CH4-8e-+10OH-===CO32- +7H2O,正极反应式:2O2+8e-+4H2O===8OH-。
大家学习辛苦了,还是要坚持
继续保ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ安静
解析:结合蓄电池装置图,利用原电池原理分析相关问 题。A 项,在负极 Na 失电子生成 Na+,正极反应为 NiCl2+ 2e-===Ni+2Cl-,故电池反应中有 NaCl 生成;B 项,电池的 总反应是金属钠还原二价镍离子;C 项,正极上 NiCl2 发生还 原反应,电极反应为 NiCl2+2e-===Ni+2Cl-;D 项,钠在负 极失电子,被氧化生成 Na+,Na+通过钠离子导体在两电极间 移动。
解析:该装置是原电池,A 正确;根据电子的流向可知,
左边通入的是 SO2,右边通入的是 O2,催化剂 b 表面的反应
为 O2+4e-+4H+===2H2O,酸性减弱,B 错;催化剂 a 表面
SO2 被氧化,C 正确;要保持硫酸浓度不变则相当于要求加入
的水既能发生反应:2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,又需将生
答案:(1)230℃ 4 (2)0.9<c≤1(或 c>6.25ab2) (3)CH3OH-6e-+8OH-===CO23-+6H2O (4)2.24 L (5)Fe2+ 280
点拨:本题考查化学反应原理,考查考生对化学反应原 理的理解能力。难度较大。
高频考点·大整合
——核心知识巧记忆,易错常考有妙计
(2)达平衡时 c(CO)=0.1 mol/L,c(CH3OH)=0.9 mol/L,欲使 开始时该反应向逆反应方向进行,0.9 mol/L<c≤(0.9 mol/L +0.1 mol/L)。(3)甲中负极上 CH3OH 发生氧化反应,且 OH-
电解 向负极移动参与反应。(4)根据 2CuSO4+2H2O=====2Cu+ 2H2SO4+O2↑,由于 A、B 上产生气体的体积相等,则还发
子 负极―导―线→ ―导―线→阴极 ―导―线→阴极

正极 电源正极 电源正极

导线
导线
――→阳极 ――→阳极
电解液 离子流

阳离子向 正极移动 阴离子向 负极移动
阳离子向 阴极移动 阴离子向 阳极移动
阳离子向阴 极移动
阴离子向阳 极移动
(1)同一原电池的正、负极的电极反应中得、失电 子数相等
(2)同一电解池的阴、阳极的电极反应中得、失电 子数相等
电解 生:2H2O=====2H2↑+O2↑,则 A 极析出 O2 的体积为 V= 1 mol/L×0.1 L×22.4 L/mol=2.24 L。
(5)根据图示,②线中每转移 1 mol 电子,该离子的物质的量 增加 1 mol,则该离子为 Fe2+。根据(4)中 A 极析出 2.24 L O2, 则转移电子总数为 0.4 mol,根据丙中 C 极:Cu-2e-===Cu2 +,则 n(Cu2+)=0.2 mol,根据图示,则 n(Fe2+)=0.5 mol,要 使 Cu2+、Fe2+恰好完全沉淀,则需要 NaOH 溶液的体积为 V(NaOH)=0.5+5 0m.2olm/Lol×2=0.28 L=280 mL。
专题二 化学基本理论
专题二
第 8 讲 电化学原理及其应用
高考导航·方向明 热身练习·重真题 高频考点·大整合
方热点法题警型示·全探解究密
灵性好题·随堂练 课后作业·达标准
高考导航·方向明
——名师解读新考纲,探究高考新动向
●考纲解读 1.通过化学能与电能的相互转化,认识常见的能量转化 形式及其主要应用。 2.理解原电池和电解池的工作原理,能正确写出电极反 应式和总反应式。 3.了解常见化学电源的种类及工作原理。 4.了解原电池和电解池在实际生活中的应用。 5.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、 防止金属腐蚀的措施。
6.金属腐蚀的防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法 在被保护的钢铁设备(如海水中的闸门、地下的天然气管 道等)上连接或直接安装若干锌块,使锌、铁形成原电池,锌 作负极,从而保护了钢铁免受腐蚀。
(2)外加电流的阴极保护法 外加电流的阴极保护法是使被保护的钢铁设备作阴极(接 电源负极),用惰性电极作阳极(接电源正极),在两者之间连 接直流电源。通电后,电子被强制流向被保护的钢铁设备, 从而使钢铁表面产生电子积累,抑制钢铁设备失去电子,起 到保护作用。
热身练习·重真题
——高考真题有灵性,课前饭后碰一碰
●真题链接 1.(2013·全国课标Ⅱ·11)“ZEBRA”蓄电池的结构如下图 所示,电极材料多孔 Ni/NiCl2 和金属钠之间由钠离子导体制 作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
A.电池反应中有 NaCl 生成 B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C.正极反应为:NiCl2+2e-===Ni+2Cl- D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
(2)电解质溶液

(2)两电极插入 接电源负极
(电极插入其中并

电解质溶液 (2)电镀液中必
与其自发反应)

(3)形成闭合 须含有镀层金属
(3)形成闭合
回路
的离子
回路
电 负极:较活泼金属 阳极:与电源正 阳极:镀层
极 正极:较不活泼金 极相连的电极 金属
名 属(或非金属导体 阴极:与电源负 阴极:镀件
答案:A
点拨:知识:电解池的工作原理及电极反应式的书写。 能力:灵活运用所学知识解决问题的能力。试题难度:中等。
●名校模拟 3.(2013·北京市东城区综合(二)·11)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-===SO24-+ 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
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