Question

2020年化学科学家用微生物燃料电池作电源进行模拟消除酸性工业废水中的重铬酸根离子(Cr₂O₇^2-)的示意图如图所示，反应一段时间后，在装置②中得到Fe(OH)₃和Cr(OH)₃两种沉淀。已知6Fe²⁺+ Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O。下列说法错误的是（    ）

A.装置①中，a极的电极反应为HS^--8e^-+4H₂O=SO₄^2-+9H⁺

B.向装置②中加入适量Na₂SO₄，其主要作用是增强溶液的导电性

C.装置①中，b极上消耗的n(O₂)与装置②中惰性电极上生成的n(生成物)相等

D.当装置①中有0.6mol H⁺通过质子交换膜时，装置②中产生0.4mol沉淀

Answer

C

【解析】

A．根据装置图可知，在a电极上HS-失去电子被氧化产生SO42-，由于电解质溶液为酸性，所以a电极反应式为：HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+，A正确；

B．在装置②中，Fe电极连接电源正极，作阳极，失去电子发生氧化反应，Fe-2e-=Fe2+，Fe2+具有强的还原性，与废水中的Cr2O72-发生氧化还原反应：6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；惰性电极连接电源负极，作阴极，发生还原反应：2H++2e-=H2↑，氢离子放电变为氢气逸出，使溶液碱性增强，溶液中的Fe3+、Cr3+变为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，可见，Na2SO4电离产生的离子不参加化学反应，其主要作用是增强溶液的导电性，B正确；

C．在装置①中，每产生1mol O2转移4mol电子，在装置②惰性电极上产生的气体为H2，每反应产生1mol H2转移2mol电子，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以b极上消耗的n(O2)与装置②中惰性电极上生成的n(生成物)不等，C错误；

D．当装置①中有0.6mol H+通过质子交换膜时，转移0.6mol电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，装置②中由Fe-2e-=Fe2+可知反应产生0.3mol Fe2+，Fe2+再发生反应：6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根据物质转化关系可知0.3mol Fe2+反应转化为0.3mol Fe3+，同时得到0.1mol Cr3+，0.3mol Fe3+产生0.3mol Fe(OH)3沉淀，0.1mol Cr3+产生0.1mol Cr(OH)3沉淀，故装置②中共产生0.4mol沉淀，D正确；

故合理选项是C。