Question

11．以铬酸钾（右室起始加入0.4molK₂CrO₄）为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图，下列说法正确的是（　　）

• A． 在阳极室，通电后溶液逐渐由橙色变为黄色
• B． 电路中有0.2mol电子通过时，阳极与阴极溶液减少的质量差为1.4g
• C． 若测得右室中K与Cr的物质的量之比为3：2，则此过程电路中共转移电子数为0.1N_A
• D． 若测定阳极液中K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为2-d

Answer 1

分析 A、结合阳极室存在平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O来判断；
B、根据阴极反应：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺和阳极反应：4H⁺+4e^-=2H₂↑以及H⁺能由阳极移向阴极来分析；
C、结合电极方程式计算；
D、根据原子守恒计算其转化率．

解答 解：A．阳极室水失去电子，电极反应为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，使阳极区氢离子浓度增大，2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O平衡右移，溶液逐渐由黄色变为橙色，故A错误；
B、由于阴极反应：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺和阳极反应：4H⁺+4e^-=2H₂↑，如果不考虑H⁺能由阳极移向阴极，则当有0.2mol电子通过时，阳极室质量减少0.2g，阴极室质量减少1.6g，此时阳极与阴极溶液减少的质量差为1.4g，但溶液中的H⁺能由阳极移向阴极移动，故阳极与阴极溶液减少的质量差小于1.4g，故B错误；
C、加入反应容器内的K₂CrO₄为0.4mol，反应过程中有xmol K₂CrO₄转化为K₂Cr₂O₇，则阳极区剩余K₂CrO₄为（0.4-x）mol，对应的n（K）=2（0.4-x）mol，n（Cr）=（0.4-x）mol，生成的K₂Cr₂O₄为$\frac{x}{2}$mol，对应的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根据K与Cr的物质的量之比为3：2，$\frac{2（0.4-x）+x}{0.4-x+x}$=$\frac{3}{2}$，计算得到x=0.2，4CrO₄^2一+4H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 2Cr₂O₇^2一+4OH^一+2H₂↑+O₂↑，反应可知反应4molCrO₄^2一转移电子4mol，所以反应0.2molK₂CrO₄，电子转移0.2mol，故C错误；
D、设加入反应容器内的K₂CrO₄为1mol，反应过程中有xmol K₂CrO₄转化为K₂Cr₂O₇，则阳极区剩余K₂CrO₄为（1-x）mol，对应的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇为$\frac{x}{2}$mol，对应的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根据：K与Cr的物质的量之比为d，解得x=2-d，转化率为$\frac{2-d}{1}$=2-d，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了电解原理，难点是计算转化率，根据原子守恒即可计算其转化率，根据阴阳极上发生的反应类型写出相应的电极反应式．