(共10分)
室温下，Cr单质不受大气侵蚀，因而可被广泛地用来保护其他活泼金属。通常用电解铬酸溶液的方法镀铬。电解槽的阴极是欲镀铬的物体，阳极是惰性金属，电解液是含铬酐0.230
kg· dm
、体积 100 dm3的水溶液。电解时使用了1500 A电流，通电10.0 h，阴极的质量增加了0.679 kg。阴极和阳极放出的气体的体积比Vc/Va=1.603(体积是在相同条件下测定的)。
(1) 写出主要电解反应方程式。
(2) 此电镀的电解效率,即沉积出0.679 kg铬耗用的电量占总用电量的百分比是多少?
(3) 由理论计算可得阴极和阳极放出的气体在标准状况下的体积比是多少?
(4) 阴极和阳极放出气体的反应的电流效率分别是多大?若发现你计算出的数据和题面给出的数据有差别，试解释这是你由于未考虑电镀时发生什么过程的缘故?
知识点：电解池
(共10分) (1)电解反应：CrO3
Cr+(3/2)O2
(A) H2OH2+(1/2)O2
(B)
阴极 阳极 阴极 阳极 (各2分)
反应A是主反应，反应B是副反应。
(2) 通入电解槽电子559.6mol；由沉积铬所需电子78.36 mol；电镀的电解效率为78.36/559.6×100％=14.0％ ……………………………………………… (2分)
(3) 阳极放出的氧气是A和B两个反应放出的氧气的总和。但由通入电解槽总电量计算应放氧559.6/4=139.9 mol(反应A放出的氧气应当是氧气总量的14％；反应B放出的氧气占总氧量的86％)，放出的氢气的量应是 559.6/2×0.86=240.63 mol。这样，阴极和阳极放出的气体的体积之比是240.63/139.9=1.720…(2分)
(4) 题面的实验值是1.603。设反应A的电流效率为η1(14％)，反应B的电流效率为η2。则可从实验测定的气体体积比计算出反应B的电流效率是η2 56.5％。算式是：VH2/VO2=(1/2) η2/[(1/4)( η1+η2)]进而算出反应A和B总的电流效率是70.5％。这就表明，还有29.5％的电能消耗在某种尚未估计到的在外观上没有表现出来的化学反应上。这个化学反应可能是Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的相互转化的循环反应。 ……(2分)
略