Question

4．以10L 0.1mol/L鉻酸鉀（K₂CrO₄）溶液為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的實驗裝置示意圖如下，下列說法不正確的是（　�。�

• A． 在陽極室，通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬�，是因為陽極區(qū)H⁺濃度增大，使平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O向右移動
• B． 在陰極室，通電后KOH溶液不斷變濃，并產(chǎn)生氣體H₂
• C． CrO₄^2-通過離子交換膜從陽極區(qū)域遷移到陰極區(qū)域
• D． 電解一段時間后測定陽極液中K和Cr的物質(zhì)的量之比為d，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為（2-d）mol

Answer 1

分析 A．陽極室水失去電子，生成氧氣，氫離子濃度增大，使平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O向右移動；
B．陰極上水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子；
C．陽離子交換膜只允許陽離子透過，電解時，陽離子經(jīng)過離子交換膜向陰極區(qū)移動；
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，使平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O向右移動，現(xiàn)象為溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬�，故A正確；
B．根據(jù)題意可知：在陰極室，水得電子變成氫氣，電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，通電后KOH溶液不斷變濃，故B正確；
C．陽離子交換膜只允許陽離子通過，電解時，陽離子經(jīng)過離子交換膜向陰極區(qū)移動，CrO₄^2-為陰離子，無法通過離子交換膜從陽極區(qū)域遷移到陰極區(qū)域，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，則$\frac{2（1-x）+x}{1-x+x}$=d，解得x=2-d，轉(zhuǎn)化率為$\frac{2-d}{1}$=2-d，故D正確．
故選C．

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，題目難度中等．