Question

3．以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图，下列说法不正确的是（　　）

• A． 阴极发生的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑
• B． 在阳极室，通电后溶液逐渐由橙色变为黄色，是因为阳极区H⁺浓度增大，使平衡2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O向右移动
• C． 该制备过程总反应的化学方程式为：4K₂CrO₄+4H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2K₂Cr₂O₇+4KOH+2H₂↑+O₂↑
• D． 测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则铬酸钾的转化率为2-d

Answer 1

分析 A、阴极上得电子发生还原反应，氢离子放电；
B、阳极上水失电子生成氧气和氢离子，氢离子浓度增大导致平衡移动，根据氢离子浓度的变化判断溶液颜色的变化；
C、将阳极室、阴极室发生的反应加合可得总的反应式，注意阴极室还发生反应2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O；
D、根据原子守恒计算其转化率．

解答 解：A、电极均为惰性电极，在阴极室发生还原反应，水得电子变成氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故A正确；
B、阳极室发生氧化反应，水失去电子放电，电极反应为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，阳极区氢离子浓度增大，平衡右移，溶液逐渐由黄色变为橙色，故B错误；
C、阴极电极反应为：4H₂O+4e^-=4OH^-+2H₂↑，阳极反应为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，4CrO₄^2-+4H⁺═2Cr₂O₇^2-+2H₂O，故总制备方程式为4K₂CrO₄ +4H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2K₂Cr₂O₇ +4KOH+2H₂↑+O₂↑，故C正确；
D、设加入反应容器内的K₂CrO₄为1mol，反应过程中有xmol K₂CrO₄转化为K₂Cr₂O₇，则阳极区剩余K₂CrO₄为（1-x）mol，对应的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇为$\frac{x}{2}$mol，对应的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根据：K与Cr的物质的量之比为d，$\frac{2（1-x）+x}{1-x+x}$=d，解得x=2-d，转化率为$\frac{2-d}{1}$×100%=2-d，故D正确；
故选B．

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．