Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ, основываясь на их способности к диссоциации или гидролизу. Затем нужно расположить их в порядке убывания значения pH (от самого высокого/щелочного к самому низкому/кислотному).

Проанализируем каждое вещество:

1) CaCl₂ (хлорид кальция) — это соль, образованная сильным основанием (Ca(OH)₂) и сильной кислотой (HCl). Такие соли не подвергаются гидролизу. Среда раствора нейтральная, pH ≈ 7.

2) (NH₄)₂SO₄ (сульфат аммония) — это соль, образованная слабым основанием (NH₃ • H₂O) и сильной кислотой (H₂SO₄). Соль гидролизуется по катиону:
NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ • H₂O + H⁺
В растворе накапливаются ионы водорода, поэтому среда слабокислая, pH < 7 (обычно в районе 4–6).

3) NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия) — это кислая соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Для гидрокарбонат-иона HCO₃⁻ возможны два процесса: диссоциация и гидролиз. Однако гидролиз (HCO₃⁻ + H₂O ⇄ H₂CO₃ + OH⁻) протекает сильнее, чем диссоциация. Поэтому среда раствора слабощелочная, pH > 7 (обычно в районе 8–9).

4) H₂SO₄ (серная кислота) — это сильная двухосновная кислота. В водном растворе она полностью диссоциирует с образованием большого количества ионов водорода:
H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻
Среда сильнокислая, pH значительно меньше 7 (ближе к 0–1 при стандартных концентрациях).

Теперь расположим вещества в порядке убывания pH (от щелочной среды к сильнокислой):
1. NaHCO₃ (слабощелочная, pH ≈ 8–9) — номер 3
2. CaCl₂ (нейтральная, pH ≈ 7) — номер 1
3. (NH₄)₂SO₄ (слабокислая, pH ≈ 5) — номер 2
4. H₂SO₄ (сильнокислая, pH ≈ 1) — номер 4

Последовательность номеров: 3, 1, 2, 4.

Ответ: 3124

Источник: ФИПИ