Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задания 21 необходимо определить характер среды водного раствора каждого вещества и соотнести его со шкалой pH. Напомним, что pH < 7 соответствует кислой среде, pH = 7 — нейтральной, а pH > 7 — щелочной. Чем сильнее кислота, тем ниже значение pH; чем сильнее основание, тем выше значение pH.

Проанализируем каждое вещество из списка:

1) Na₃PO₄ (фосфат натрия) — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой многоосновной кислотой (H₃PO₄). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
PO₄³⁻ + H₂O ⇄ HPO₄²⁻ + OH⁻
Накопление гидроксид-ионов (OH⁻) обуславливает щелочную среду. Значение pH будет значительно больше 7 (сильнощелочная среда из-за высокой константы гидролиза по третьей ступени).

2) CuCl₂ (хлорид меди(II)) — это соль, образованная слабым основанием (Cu(OH)₂) и сильной кислотой (HCl). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
Cu²⁺ + H₂O ⇄ CuOH⁺ + H⁺
Накопление ионов водорода (H⁺) обуславливает кислую среду. Значение pH будет меньше 7 (слабокислая среда).

3) NaNO₃ (нитрат натрия) — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HNO₃). Такие соли не подвергаются гидролизу. Среда раствора нейтральная, значение pH близко к 7.

4) HClO₄ (хлорная кислота) — это одна из самых сильных минеральных кислот. В водном растворе она полностью диссоциирует:
HClO₄ → H⁺ + ClO₄⁻
Это создает очень высокую концентрацию ионов водорода, что соответствует сильнокислой среде. Значение pH будет минимальным (близким к 0–1).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):
1. Сильнокислая среда: HClO₄ (№4)
2. Кислая среда (гидролиз): CuCl₂ (№2)
3. Нейтральная среда: NaNO₃ (№3)
4. Щелочная среда: Na₃PO₄ (№1)

Последовательность номеров: 4, 2, 3, 1.

Ответ: 4231

Источник: ФИПИ