Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения данного задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ и оценить значение pH для каждого из них. Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: чем ниже значение pH, тем выше кислотность среды; чем выше значение pH, тем сильнее щелочные свойства раствора.

Разберем каждое вещество по порядку:

1. Сероводородная кислота (H₂S): Это слабая двухосновная кислота. В водном растворе она частично диссоциирует с образованием ионов водорода H⁺. Среда раствора — слабокислая. Значение pH будет находиться в диапазоне примерно от 3 до 6.
2. Хромат натрия (Na₂CrO₄): Это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и кислотой средней силы (хромовая кислота H₂CrO₄). За счет гидролиза по аниону (CrO₄²⁻ + H₂O ⇄ HCrO₄⁻ + OH⁻) в растворе накапливаются гидроксид-ионы. Среда раствора — слабощелочная. Однако хромовая кислота сильнее сероводородной, поэтому щелочность хромата натрия выражена умеренно.
3. Гидроксид кальция (Ca(OH)₂): Это сильное основание (щелочь), хотя и малорастворимое. В растворе оно практически полностью диссоциирует на ионы кальция и гидроксид-ионы: Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻. Среда раствора — сильнощелочная. Значение pH будет самым высоким среди представленных веществ (ближе к 12–13).
4. Сульфид калия (K₂S): Это соль, образованная сильным основанием (KOH) и очень слабой кислотой (H₂S). Сульфид-ион подвергается сильному гидролизу по аниону: S²⁻ + H₂O ⇄ HS⁻ + OH⁻. Поскольку сероводородная кислота значительно слабее хромовой, гидролиз сульфида протекает глубже, и среда раствора будет более щелочной, чем у хромата натрия, но менее щелочной, чем у чистого основания (щелочи).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):

• Самое низкое pH у кислоты: 1) сероводородная кислота (слабокислая среда).
• Далее идет соль с менее выраженным щелочным гидролизом: 2) хромат натрия (слабощелочная среда).
• Затем соль с более сильным щелочным гидролизом: 4) сульфид калия (щелочная среда).
• Самое высокое pH у щелочи: 3) гидроксид кальция (сильнощелочная среда).

Таким образом, последовательность номеров: 1, 2, 4, 3.

Ответ: 1243

Источник: ФИПИ