题目内容

9.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下,下列说法不正确的是(  )
A.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色
B.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e-═2OH-+H2↑
C.若测得右室中K与Cr的物质的量之比($\frac{nk}{ncr}$)为3:2,则此过程电路中共转移电子数为0.1NA
D.若测定阳极液中K与Cr的物质的量之比($\frac{nk}{ncr}$)为d,则此时铬酸钾的转化率为2-d

分析 A.结合2CrO42-${C}_{r}{O}_{4}^{-}$+2H+═$C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}$+H2O判断;
B.阴极上水得电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子;
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,2CrO42-+2H+═$C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}$+H2O平衡右移,溶液逐渐由黄色变为橙色,故A正确;
B.根据题意可知:电极均为惰性电极,在阴极室,水得电子变成氢气,电极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故B正确;
C.加入反应容器内的K2CrO4为0.4mol,反应过程中有xmol K2CrO4转化为K2Cr2O4,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=0.2,4CrO42一+4H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$  2Cr2O72一+4OH一+2H2↑+O2↑,反应可知反应4molCrO42一转移电子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$\frac{2-d}{1}×100%$=2-d,故D正确.
故选C.

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.

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