Question

化合物A，B，C，D，E分别由四种阳离子H⁺，Na⁺，Al³⁺，Cu²⁺和四种阴离子，Br^-，，组成，已知：①A，B，C，三种溶液pH＜7  ②A，C的阴离子相同，D、E的阳离子相同  ③用石墨电极电解A的溶液，阳极有无色气体产生，阴极有红色物质生成  ④C溶液与D溶液反应能生成一种白色沉淀和一种气体，且此沉淀可溶于B的溶液，此气体通入E的溶液中可产生另一种白色沉淀．
请根据以上事实填空：
（1）写出B、C、E的化学式：B    、C    、E    ．
（2）D溶液的pH＞7，原因是：    ．
（3）写出C溶液与D溶液发生反应的离子方程式：    ．
（4）若用石墨电极电解400mL 1.0mo1•L^-1A的溶液，当阳极有2.24L气体（标准状况）产生时，溶液的pH=    （设溶液的体积不变）．

Answer

化合物A，B，C，D，E分别由四种阳离子H+，Na+，Al3+，Cu2+和四种阴离子CO32-，Br-，SiO32-，SO42-组成，已知：①A，B，C，三种溶液pH＞7 说明溶液呈碱性；②A，C的阴离子相同，D、E的阳离子相同 ③用石墨电极电解A的溶液，阳极有无色气体产生，阴极有红色物质生成，推断A为CuSO4； ④C溶液与D溶液反应能生成一种白色沉淀和一种气体，推断C为Al2（SO4）3；D应为Na2CO3；生成的沉淀为氢氧化铝，气体为二氧化碳，且此沉淀可溶于B的溶液，结合离子组成判断B为HBr，此气体通入E的溶液中可产生另一种白色沉淀；判断E为Na2SiO3；推断得到A为CuSO4；B为HBr；C为Al2（SO4）3；D为Na2CO3；依据判断出的物质分析回答问题．
【解析】
化合物A，B，C，D，E分别由四种阳离子H+，Na+，Al3+，Cu2+和四种阴离子CO32-，Br-，SiO32-，SO42-组成，已知：①A，B，C，三种溶液pH＞7 说明溶液呈碱性；②A，C的阴离子相同，D、E的阳离子相同 ③用石墨电极电解A的溶液，阳极有无色气体产生，阴极有红色物质生成，推断A为CuSO4； ④C溶液与D溶液反应能生成一种白色沉淀和一种气体，推断C为Al2（SO4）3；D应为Na2CO3；生成的沉淀为氢氧化铝，气体为二氧化碳，且此沉淀可溶于B的溶液，结合离子组成判断B为HBr，此气体通入E的溶液中可产生另一种白色沉淀；判断E为Na2SiO3；推断得到A为CuSO4、B为HBr、C为Al2（SO4）3、D为Na2CO3；
（1）由上述分析可知B为HBr，C为Al2（SO4）3，E为Na2SiO3，故答案为：HBr；Al2（SO4）3；Na2SiO3；
（2）D溶液为Na2CO3的水溶液，碳酸根离子水解结合水电离平衡状态下的氢离子促进水电离正向进行，溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液pH＞7，
故答案为：因为Na2CO3是强碱弱酸盐，水溶液中水解，碳酸根离子结合氢离子促进水的电离使溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度；
（3）C溶液为Al2（SO4）3；D溶液为Na2CO3；二者混合后铝离子水解呈酸性，碳酸根离子水解显碱性，二者水解相互促进最后水解完全生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，反应的离子方程式为：2Al3++CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+CO2↑，故答案为：2Al3++CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+CO2↑；
（4）用石墨电极电解400mL 1.0mo1•L-1A为CuSO4溶液，当阳极有2.24L气体（标准状况）物质的量0.1mol产生时，发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；消耗氢氧根离子物质的量0..4mol，依据溶液中水电离守恒可知减少氢氧根离子浓度和增加的氢离子浓度相同，溶液中氢离子浓度0.4mol，c（H+）=1mol/L，则pH=0，
故答案为：0．