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）．制备装置如图所示（阳离子交换膜只允许阳离子透过）．制备原理：2CrO₄^2一（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2一（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4CrO₄^2一+4H₂O

通电  .

  2Cr₂O₇^2一+4OH^一+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

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）依据电解原理分析，溶液中阴离子放电，氢氧根离子失电子发生氧化反应，氢离子浓度增大平衡正向进行，溶液呈橙色；
（2）依据原子守恒、电子守恒计算；

解答： 解：（1）阳极室发生氧化反应，氢氧根离子失去电子放电，电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O 或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，阳极区氢离子浓度增大，平衡右移，溶液由黄色逐渐变为橙色；
故答案为：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）加入反应容器内的K₂CrO₄为38.8g 物质的量=

38.8g

194g/mol

=0.2mol，反应过程中有xmol K₂CrO₄转化为K₂Cr₂O₄，则阳极区剩余K₂CrO₄为（0.2-x）mol，对应的n（K）=2（0.2-x）mol，n（Cr）=（0.2-x）mol，生成的K₂Cr₂O₄为

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；

2(0.2-x)+x

0.2-x+x

=

3

2

，计算得到x=0.1，溶液中K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇的物质的量之比=（0.2-0.1）：

0.1

2

=2：1；4CrO₄^2一+4H₂O

通电  .

  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0.1molK₂CrO₄，电子转移0.1mol；
故答案为：2：1；0.1 mol；

点评：本题考查了电解池原理分析判断，电极原理的计算应用没注意元素守恒是解题关键，题目难度中等．