Question

【題目】2020年化學(xué)科學(xué)家用微生物燃料電池作電源進(jìn)行模擬消除酸性工業(yè)廢水中的重鉻酸根離子(Cr2O72-)的示意圖如圖所示，反應(yīng)一段時間后，在裝置②中得到Fe(OH)3和Cr(OH)3兩種沉淀。已知6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。下列說法錯誤的是（ ）

A.裝置①中，a極的電極反應(yīng)為HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+

B.向裝置②中加入適量Na2SO4，其主要作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性

C.裝置①中，b極上消耗的n(O2)與裝置②中惰性電極上生成的n(生成物)相等

D.當(dāng)裝置①中有0.6mol H+通過質(zhì)子交換膜時，裝置②中產(chǎn)生0.4mol沉淀

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．根據(jù)裝置圖可知，在a電極上HS-失去電子被氧化產(chǎn)生SO42-，由于電解質(zhì)溶液為酸性，所以a電極反應(yīng)式為：HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+，A正確；

B．在裝置②中，Fe電極連接電源正極，作陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Fe-2e-=Fe2+，Fe2+具有強(qiáng)的還原性，與廢水中的Cr2O72-發(fā)生氧化還原反應(yīng)：6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；惰性電極連接電源負(fù)極，作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H++2e-=H2↑，氫離子放電變?yōu)闅錃庖莩�，使溶液堿性增強(qiáng)，溶液中的Fe3+、Cr3+變?yōu)?/span>Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，可見，Na2SO4電離產(chǎn)生的離子不參加化學(xué)反應(yīng)，其主要作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，B正確；

C．在裝置①中，每產(chǎn)生1mol O2轉(zhuǎn)移4mol電子，在裝置②惰性電極上產(chǎn)生的氣體為H2，每反應(yīng)產(chǎn)生1mol H2轉(zhuǎn)移2mol電子，由于同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以b極上消耗的n(O2)與裝置②中惰性電極上生成的n(生成物)不等，C錯誤；

D．當(dāng)裝置①中有0.6mol H+通過質(zhì)子交換膜時，轉(zhuǎn)移0.6mol電子，根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，裝置②中由Fe-2e-=Fe2+可知反應(yīng)產(chǎn)生0.3mol Fe2+，Fe2+再發(fā)生反應(yīng)：6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知0.3mol Fe2+反應(yīng)轉(zhuǎn)化為0.3mol Fe3+，同時得到0.1mol Cr3+，0.3mol Fe3+產(chǎn)生0.3mol Fe(OH)3沉淀，0.1mol Cr3+產(chǎn)生0.1mol Cr(OH)3沉淀，故裝置②中共產(chǎn)生0.4mol沉淀，D正確；

故合理選項是C。