Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения данной задачи необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ, основываясь на их способности к диссоциации или гидролизу. Напомним, что шкала pH имеет следующие ориентиры: pH < 7 — кислотная среда, pH = 7 — нейтральная среда, pH > 7 — щелочная среда.

Проанализируем каждое вещество:

1. H₂SO₄ (серная кислота) — это сильная двухосновная кислота. В водном растворе она полностью диссоциирует с образованием большого количества ионов водорода H⁺. Среда сильнокислая, значение pH будет самым низким в данном списке (близко к 0–1).
2. Zn(NO₃)₂ (нитрат цинка) — соль, образованная слабым основанием (Zn(OH)₂) и сильной кислотой (HNO₃). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
   Zn²⁺ + H₂O ⇄ ZnOH⁺ + H⁺
   Накопление ионов водорода обуславливает слабокислую среду. Значение pH будет меньше 7, но выше, чем у сильной кислоты.
3. K₂CO₃ (карбонат калия) — соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
   CO₃²⁻ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + OH⁻
   Накопление гидроксид-ионов обуславливает щелочную среду. Значение pH будет значительно выше 7.
4. NaClO₄ (перхлорат натрия) — соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HClO₄). Такая соль не подвергается гидролизу, поэтому среда раствора практически нейтральная. Значение pH близко к 7.

Теперь расположим вещества в порядке уменьшения значения pH (от самого высокого к самому низкому):

• Самое высокое pH у щелочного раствора: 3 (K₂CO₃).
• Далее идет нейтральный раствор: 4 (NaClO₄).
• Затем слабокислый раствор (гидролиз соли): 2 (Zn(NO₃)₂).
• Самое низкое pH у сильной кислоты: 1 (H₂SO₄).

Последовательность номеров: 3, 4, 2, 1.

Ответ: 3421

Источник: ФИПИ