Question

重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾（K₂CrO₄）为原料，采用电化学法制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）。制备装置如下图所示（阳离子交换膜只允许阳离子透过）：

制备原理：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）通电后阳极室产生的现象为          ，其电极反应式是            。
（2）该制备过程总反应的离子方程式可表示为4CrO₄^2-+4H₂O="2" Cr₂O₇^2- + 4OH^- +2H₂↑+O₂↑，若实验开始时在右室中加入38.8g K₂CrO₄，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3:2，则溶液中K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇的物质的量之比为       ；此时电路中转移电子的物质的量为          。

Answer 1

（每空2分，共8分）
（1）阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色；
4OH^－－4e^－＝O₂↑+2H₂O 或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺  
（2）2:1 ；    0.1 mol

试题分析：（1）电解池中阳极失去电子，发生氧化反应。则阳极是溶液中的OH^－放电生成氧气，电极反应式是4OH^－－4e^－＝O₂↑+2H₂O。由于OH－被电解，破坏了阳极周围水的电离平衡导致阳极周围溶液显酸性，则促进可逆反应向2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O正反应方向移动，所以阳极周围的实验现象是阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色。
（2）设溶液中K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇的物质的量分别是x和y，则（2x＋2y）:（x＋2y）＝3:2，解得x:y＝2:1。38.8g K₂CrO₄的物质的量是38.8g÷194g/mol＝0.2mol，所以根据Cr原子守恒可知，生成的K₂Cr₂O₇的物质的量是0.05mol。根据方程式4CrO₄^2-+4H₂O＝2 Cr₂O₇^2- + 4OH^- +2H₂↑+O₂↑，每生成2molK₂Cr₂O₇，反应中转移4mol电子，所以此时电路中转移电子的物质的量为0.05mol×4＝0.1mol。