Question

9．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為橙色
• B． 在陰極室，發生的電極反應為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑
• C． 若測得右室中K與Cr的物質的量之比（$\frac{nk}{ncr}$）為3：2，則此過程電路中共轉移電子數為0.1N_A
• D． 若測定陽極液中K與Cr的物質的量之比（$\frac{nk}{ncr}$）為d，則此時鉻酸鉀的轉化率為2-d

Answer 1

分析 A．結合2CrO₄^2-${C}_{r}{O}_{4}^{-}$+2H⁺═$C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}$+H₂O判斷；
B．陰極上水得電子發生還原反應生成氫氣和氫氧根離子；
C．結合電極方程式計算；
D．根據原子守恒計算其轉化率．

解答 解：A．陽極室水失去電子，電極反應為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，使陽極區氫離子濃度增大，2CrO₄^2-+2H⁺═$C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}$+H₂O平衡右移，溶液逐漸由黃色變為橙色，故A正確；
B．根據題意可知：電極均為惰性電極，在陰極室，水得電子變成氫氣，電極反應為：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，故B正確；
C．加入反應容器內的K₂CrO₄為0.4mol，反應過程中有xmol K₂CrO₄轉化為K₂Cr₂O₄，則陽極區剩余K₂CrO₄為（0.4-x）mol，對應的n（K）=2（0.4-x）mol，n（Cr）=（0.4-x）mol，生成的K₂Cr₂O₄為$\frac{x}{2}$mol，對應的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根據K與Cr的物質的量之比為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$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$  2Cr₂O₇^2一+4OH^一+2H₂↑+O₂↑，反應可知反應4molCrO₄^2一轉移電子4mol，所以反應0.2molK₂CrO₄，電子轉移0.2mol，故C錯誤；
D．設加入反應容器內的K₂CrO₄為1mol，反應過程中有xmol K₂CrO₄轉化為K₂Cr₂O₇，則陽極區剩余K₂CrO₄為（1-x）mol，對應的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇為$\frac{x}{2}$mol，對應的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根據：K與Cr的物質的量之比為d，解得x=2-d，轉化率為$\frac{2-d}{1}×100%$=2-d，故D正確．
故選C．

點評 本題考查了電解原理，難點是計算轉化率，根據原子守恒即可計算其轉化率，根據陰陽極上發生的反應類型寫出相應的電極反應式．