Задание №21 — Теоретические основы химии
Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов.
| 1) | K3PO4 |
| 2) | H2SO4 |
| 3) | Pb(NO3)2 |
| 4) | KClO3 |
Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные.
Концентрация (молярная, моль/л) показывает отношение количества растворённого вещества (n) к объёму раствора (V).
pH («пэ аш») водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды.
Правильный ответ
2341
Пояснение
Решение.
Для решения данного задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ. Среда раствора зависит от того, является ли вещество кислотой, щелочью или солью, и как эта соль подвергается гидролизу.
Напомним шкалу pH:
- pH < 7 — среда кислотная (чем меньше значение, тем сильнее кислотность);
- pH = 7 — среда нейтральная;
- pH > 7 — среда щелочная (чем больше значение, тем сильнее щелочность).
Разберем каждое вещество из списка:
1) K3PO4 (фосфат калия). Это соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой многоосновной кислотой (H3PO4). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
PO43− + H2O ⇄ HPO42− + OH−
Накопление гидроксид-ионов (OH−) обуславливает щелочную среду (pH > 7). Фосфат-ион — анион слабой кислоты, поэтому раствор будет иметь выраженную щелочную среду.
2) H2SO4 (серная кислота). Это сильная двухосновная кислота. В водном растворе она практически полностью диссоциирует с образованием ионов водорода:
H2SO4 → 2H+ + SO42−
Высокая концентрация ионов H+ создает сильнокислотную среду. Значение pH будет минимальным среди всех предложенных веществ (близко к 0–1).
3) Pb(NO3)2 (нитрат свинца(II)). Это соль, образованная слабым основанием (Pb(OH)2) и сильной кислотой (HNO3). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
Pb2+ + H2O ⇄ PbOH+ + H+
Появление свободных ионов водорода (H+) обуславливает слабокислотную среду (pH < 7, но выше, чем у сильной кислоты).
4) KClO3 (хлорат калия). Это соль, образованная сильным основанием (KOH) и сильной кислотой (HClO3 — хлорноватая кислота относится к сильным). Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются. Среда раствора нейтральная (pH ≈ 7).
Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):
- H2SO4 (сильная кислота, pH самый низкий) — номер 2;
- Pb(NO3)2 (соль, гидролиз по катиону, слабокислая среда) — номер 3;
- KClO3 (соль без гидролиза, нейтральная среда) — номер 4;
- K3PO4 (соль, гидролиз по аниону, щелочная среда) — номер 1.
Последовательность номеров: 2, 3, 4, 1.
Ответ: 2341
Источник: ФИПИ