Question

3．以鉻酸鉀為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖，下列說法不正確的是（　　）

• A． 陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑
• B． 在陽極室，通電后溶液逐漸由橙色變?yōu)辄S色，是因?yàn)殛枠O區(qū)H⁺濃度增大，使平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O向右移動(dòng)
• C． 該制備過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4K₂CrO₄+4H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2K₂Cr₂O₇+4KOH+2H₂↑+O₂↑
• D． 測(cè)定陽極液中K和Cr的含量，若K與Cr的物質(zhì)的量之比為d，則鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為2-d

Answer 1

分析 A、陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子放電；
B、陽極上水失電子生成氧氣和氫離子，氫離子濃度增大導(dǎo)致平衡移動(dòng)，根據(jù)氫離子濃度的變化判斷溶液顏色的變化；
C、將陽極室、陰極室發(fā)生的反應(yīng)加合可得總的反應(yīng)式，注意陰極室還發(fā)生反應(yīng)2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O；
D、根據(jù)原子守恒計(jì)算其轉(zhuǎn)化率．

解答 解：A、電極均為惰性電極，在陰極室發(fā)生還原反應(yīng)，水得電子變成氫氣，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故A正確；
B、陽極室發(fā)生氧化反應(yīng)，水失去電子放電，電極反應(yīng)為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，陽極區(qū)氫離子濃度增大，平衡右移，溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬�，故B錯(cuò)誤；
C、陰極電極反應(yīng)為：4H₂O+4e^-=4OH^-+2H₂↑，陽極反應(yīng)為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，4CrO₄^2-+4H⁺═2Cr₂O₇^2-+2H₂O，故總制備方程式為4K₂CrO₄ +4H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2K₂Cr₂O₇ +4KOH+2H₂↑+O₂↑，故C正確；
D、設(shè)加入反應(yīng)容器內(nèi)的K₂CrO₄為1mol，反應(yīng)過程中有xmol K₂CrO₄轉(zhuǎn)化為K₂Cr₂O₇，則陽極區(qū)剩余K₂CrO₄為（1-x）mol，對(duì)應(yīng)的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇為$\frac{x}{2}$mol，對(duì)應(yīng)的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根據(jù)：K與Cr的物質(zhì)的量之比為d，$\frac{2（1-x）+x}{1-x+x}$=d，解得x=2-d，轉(zhuǎn)化率為$\frac{2-d}{1}$×100%=2-d，故D正確；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，難點(diǎn)是計(jì)算轉(zhuǎn)化率，根據(jù)原子守恒即可計(jì)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．