Question

重鉻酸鉀又名紅礬鉀，是化學實驗室中的一種重要分析試劑。工業上以鉻酸鉀（K₂CrO₄）為原料，采用電化學法制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）。制備裝置如下圖所示（陽離子交換膜只允許陽離子透過）：

制備原理：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）通電后陽極室產生的現象為          ，其電極反應式是            。
（2）該制備過程總反應的離子方程式可表示為4CrO₄^2-+4H₂O="2" Cr₂O₇^2- + 4OH^- +2H₂↑+O₂↑，若實驗開始時在右室中加入38.8g K₂CrO₄，t分鐘后測得右室中K與Cr的物質的量之比為3:2，則溶液中K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇的物質的量之比為       ；此時電路中轉移電子的物質的量為          。

Answer 1

（每空2分，共8分）
（1）陽極產生無色氣體，溶液由黃色逐漸變為橙色；
4OH^－－4e^－＝O₂↑+2H₂O 或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺  
（2）2:1 ；    0.1 mol

解析試題分析：（1）電解池中陽極失去電子，發生氧化反應。則陽極是溶液中的OH^－放電生成氧氣，電極反應式是4OH^－－4e^－＝O₂↑+2H₂O。由于OH－被電解，破壞了陽極周圍水的電離平衡導致陽極周圍溶液顯酸性，則促進可逆反應向2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O正反應方向移動，所以陽極周圍的實驗現象是陽極產生無色氣體，溶液由黃色逐漸變為橙色。
（2）設溶液中K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇的物質的量分別是x和y，則（2x＋2y）:（x＋2y）＝3:2，解得x:y＝2:1。38.8g K₂CrO₄的物質的量是38.8g÷194g/mol＝0.2mol，所以根據Cr原子守恒可知，生成的K₂Cr₂O₇的物質的量是0.05mol。根據方程式4CrO₄^2-+4H₂O＝2 Cr₂O₇^2- + 4OH^- +2H₂↑+O₂↑，每生成2molK₂Cr₂O₇，反應中轉移4mol電子，所以此時電路中轉移電子的物質的量為0.05mol×4＝0.1mol。
考點：考查電解原理的有關應用、判斷和計算