Question

化合物A，B，C，D，E分別由四種陽離子H⁺，Na⁺，Al³⁺，Cu²⁺和四種陰離子CO32-，Br^-，SO32-，SO42-組成，已知：①A，B，C，三種溶液pH＜7  ②A，C的陰離子相同，D、E的陽離子相同  ③用石墨電極電解A的溶液，陽極有無色氣體產(chǎn)生，陰極有紅色物質(zhì)生成  ④C溶液與D溶液反應(yīng)能生成一種白色沉淀和一種氣體，且此沉淀可溶于B的溶液，此氣體通入E的溶液中可產(chǎn)生另一種白色沉淀．
請根據(jù)以上事實(shí)填空：
（1）寫出B、C、E的化學(xué)式：B

HBr

、C

Al₂（SO₄）₃

、E

Na₂SiO₃

．
（2）D溶液的pH＞7，原因是：

因?yàn)镹a₂CO₃是強(qiáng)堿弱酸鹽，水溶液中水解，碳酸根離子結(jié)合氫離子促進(jìn)水的電離使溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度

．
（3）寫出C溶液與D溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

2Al³⁺+CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₂↑

．
（4）若用石墨電極電解400mL 1.0mol?L^-1A的溶液，當(dāng)陽極有2.24L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）產(chǎn)生時(shí)，溶液的pH=

0

（設(shè)溶液的體積不變）．

Answer 1

分析：化合物A，B，C，D，E分別由四種陽離子H⁺，Na⁺，Al³⁺，Cu²⁺和四種陰離子CO₃^2-，Br^-，SiO₃^2-，SO₄^2-組成，已知：①A，B，C，三種溶液pH＜7 說明溶液呈酸性；②A，C的陰離子相同，D、E的陽離子相同 ③用石墨電極電解A的溶液，陽極有無色氣體產(chǎn)生，陰極有紅色物質(zhì)生成，推斷A為CuSO₄； ④C溶液與D溶液反應(yīng)能生成一種白色沉淀和一種氣體，推斷C為Al₂（SO₄）₃；D應(yīng)為Na₂CO₃；生成的沉淀為氫氧化鋁，氣體為二氧化碳，且此沉淀可溶于B的溶液，結(jié)合離子組成判斷B為HBr，此氣體通入E的溶液中可產(chǎn)生另一種白色沉淀；判斷E為Na₂SiO₃；推斷得到A為CuSO₄；B為HBr；C為Al₂（SO₄）₃；D為Na₂CO₃；依據(jù)判斷出的物質(zhì)分析回答問題．

解答：解：化合物A，B，C，D，E分別由四種陽離子H⁺，Na⁺，Al³⁺，Cu²⁺和四種陰離子CO₃^2-，Br^-，SiO₃^2-，SO₄^2-組成，已知：①A，B，C，三種溶液pH＞7 說明溶液呈堿性；②A，C的陰離子相同，D、E的陽離子相同 ③用石墨電極電解A的溶液，陽極有無色氣體產(chǎn)生，陰極有紅色物質(zhì)生成，推斷A為CuSO₄； ④C溶液與D溶液反應(yīng)能生成一種白色沉淀和一種氣體，推斷C為Al₂（SO₄）₃；D應(yīng)為Na₂CO₃；生成的沉淀為氫氧化鋁，氣體為二氧化碳，且此沉淀可溶于B的溶液，結(jié)合離子組成判斷B為HBr，此氣體通入E的溶液中可產(chǎn)生另一種白色沉淀；判斷E為Na₂SiO₃；推斷得到A為CuSO₄、B為HBr、C為Al₂（SO₄）₃、D為Na₂CO₃；
（1）由上述分析可知B為HBr，C為Al₂（SO₄）₃，E為Na₂SiO₃，故答案為：HBr；Al₂（SO₄）₃；Na₂SiO₃；
（2）D溶液為Na₂CO₃的水溶液，碳酸根離子水解結(jié)合水電離平衡狀態(tài)下的氫離子促進(jìn)水電離正向進(jìn)行，溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，溶液pH＞7，
故答案為：因?yàn)镹a₂CO₃是強(qiáng)堿弱酸鹽，水溶液中水解，碳酸根離子結(jié)合氫離子促進(jìn)水的電離使溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度；
（3）C溶液為Al₂（SO₄）₃；D溶液為Na₂CO₃；二者混合后鋁離子水解呈酸性，碳酸根離子水解顯堿性，二者水解相互促進(jìn)最后水解完全生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子方程式為：2Al³⁺+CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₂↑，故答案為：2Al³⁺+CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₂↑；
（4）用石墨電極電解400mL 1.0mol?L^-1A為CuSO₄溶液，當(dāng)陽極有2.24L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）物質(zhì)的量0.1mol產(chǎn)生時(shí)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；消耗氫氧根離子物質(zhì)的量0..4mol，依據(jù)溶液中水電離守恒可知減少氫氧根離子濃度和增加的氫離子濃度相同，溶液中氫離子濃度0.4mol，c（H⁺）=1mol/L，則pH=0，
故答案為：0．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的綜合應(yīng)用，注意利用鹽類水解、溶液電解、離子之間的反應(yīng)、電極反應(yīng)等來解答，題目難度中等．