Question

11．以鉻酸鉀（右室起始加入0.4molK₂CrO₄）為原料，電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置示意圖如圖，下列說法正確的是（　�。�

• A． 在陽極室，通電后溶液逐漸由橙色變?yōu)辄S色
• B． 電路中有0.2mol電子通過時，陽極與陰極溶液減少的質(zhì)量差為1.4g
• C． 若測得右室中K與Cr的物質(zhì)的量之比為3：2，則此過程電路中共轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1N_A
• D． 若測定陽極液中K與Cr的物質(zhì)的量之比為d，則此時鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為2-d

Answer 1

分析 A、結(jié)合陽極室存在平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O來判斷；
B、根據(jù)陰極反應(yīng)：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺和陽極反應(yīng)：4H⁺+4e^-=2H₂↑以及H⁺能由陽極移向陰極來分析；
C、結(jié)合電極方程式計算；
D、根據(jù)原子守恒計算其轉(zhuǎn)化率．

解答 解：A．陽極室水失去電子，電極反應(yīng)為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，使陽極區(qū)氫離子濃度增大，2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O平衡右移，溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬�，故A錯誤；
B、由于陰極反應(yīng)：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺和陽極反應(yīng)：4H⁺+4e^-=2H₂↑，如果不考慮H⁺能由陽極移向陰極，則當有0.2mol電子通過時，陽極室質(zhì)量減少0.2g，陰極室質(zhì)量減少1.6g，此時陽極與陰極溶液減少的質(zhì)量差為1.4g，但溶液中的H⁺能由陽極移向陰極移動，故陽極與陰極溶液減少的質(zhì)量差小于1.4g，故B錯誤；
C、加入反應(yīng)容器內(nèi)的K₂CrO₄為0.4mol，反應(yīng)過程中有xmol K₂CrO₄轉(zhuǎn)化為K₂Cr₂O₇，則陽極區(qū)剩余K₂CrO₄為（0.4-x）mol，對應(yīng)的n（K）=2（0.4-x）mol，n（Cr）=（0.4-x）mol，生成的K₂Cr₂O₄為$\frac{x}{2}$mol，對應(yīng)的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根據(jù)K與Cr的物質(zhì)的量之比為3：2，$\frac{2（0.4-x）+x}{0.4-x+x}$=$\frac{3}{2}$，計算得到x=0.2，4CrO₄^2一+4H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2Cr₂O₇^2一+4OH^一+2H₂↑+O₂↑，反應(yīng)可知反應(yīng)4molCrO₄^2一轉(zhuǎn)移電子4mol，所以反應(yīng)0.2molK₂CrO₄，電子轉(zhuǎn)移0.2mol，故C錯誤；
D、設(shè)加入反應(yīng)容器內(nèi)的K₂CrO₄為1mol，反應(yīng)過程中有xmol K₂CrO₄轉(zhuǎn)化為K₂Cr₂O₇，則陽極區(qū)剩余K₂CrO₄為（1-x）mol，對應(yīng)的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇為$\frac{x}{2}$mol，對應(yīng)的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根據(jù)：K與Cr的物質(zhì)的量之比為d，解得x=2-d，轉(zhuǎn)化率為$\frac{2-d}{1}$=2-d，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了電解原理，難點是計算轉(zhuǎn)化率，根據(jù)原子守恒即可計算其轉(zhuǎn)化率，根據(jù)陰陽極上發(fā)生的反應(yīng)類型寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式．