Question

（9分）化合物A、B、C、D、E分別由H⁺、Na⁺、Al³⁺、Cu²⁺四種陽離子和CO₃^2-、Br^-、SiO₃^2-、SO₄^2-四種陰離子組成。已知①A、B、C三種溶液pH＜7，D、E溶液pH＞7②A、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，陽極有無色氣體產生，陰極有紅色物質生成 ④C溶液與D溶液反應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的溶液中可產生另一種白色沉淀。
請根據以上事實填空：
⑴寫出B、C、E的化學式：B___________、C___________、E____________。
⑵D溶液的pH>7，原因是：（結合離子方程式說明）__________________________________。
⑶寫出C溶液與D溶液發生反應的離子方程式：_______________________。
⑷若用石墨電極電解400mL 1.0 mo1·L^{—1 A}的溶液，當陽極有2.24 L氣體（標準狀況）產生時，溶液的pH＝_______________（設溶液的體積不變）。

Answer 1

(1)HBr  Al₂(SO₄)₃  Na₂SiO₃    （3分）
(2)CO₃^2-+H₂O HCO₃^-+OH^-，使得C(OH^-)＞C(H⁺)
⑶2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑    ⑷ 0

根據③可知，A應該是硫酸銅。根據④可知，白色沉淀是氫氧化鋁，所以B是氫氧化鈉。氣體是CO₂，則CO₂和E反應生成的白色沉淀是硅酸，所以E是硅酸鈉。又因為A、C的陰離子相同，D、E的陽離子相同，所以D是碳酸鈉，C是硫酸鋁，則B是HBr。
（1）略
（2）碳酸鈉是強堿弱酸鹽，CO₃^2-水解，方程式為CO₃^2-+H₂O HCO₃^-+OH^-，使得c(OH^-)＞c(H⁺)，所以溶液顯堿性。
（3）鋁離子水解顯酸性，和CO₃^2-水解相互促進，方程式為2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑。
（4）陽極是OH^－放電，生成氧氣，物質的量是0.1mol。根據總方程式2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋2H₂SO₄＋O₂↑可知，同時產生的氫離子的物質的量是0.4mol，其濃度是1.0mol/L，所以pH＝0。