Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ. Среда раствора зависит от того, подвергается ли соль гидролизу, или является ли вещество кислотой/щелочью. Напомним, что шкала pH варьируется от 0 (сильнокислая среда) до 14 (сильнощелочная среда), нейтральная среда соответствует pH ≈ 7.

Разберем каждое вещество из списка:

1) Фосфат калия (K₃PO₄). 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). Поскольку кислота H₃PO₄ слабая, среда будет заметно щелочной.

2) Перхлорат кальция (Ca(ClO₄)₂). Это соль, образованная сильным основанием (Ca(OH)₂ — считается сильным в рамках заданий ЕГЭ) и очень сильной хлорной кислотой (HClO₄). Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются. Среда раствора нейтральная (pH ≈ 7).

3) Нитрат аммония (NH₄NO₃). Это соль, образованная слабым основанием (NH₃ • H₂O) и сильной кислотой (HNO₃). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ • H₂O + H⁺
Накопление ионов водорода (H⁺) обуславливает кислую среду (pH < 7).

4) Гидроксид рубидия (RbOH). Рубидий — щелочной металл, его гидроксид является типичной щелочью (сильным основанием). В водном растворе он полностью диссоциирует:
RbOH → Rb⁺ + OH⁻
Высокая концентрация гидроксид-ионов создает сильнощелочную среду (pH ≈ 13–14).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого низкого к самому высокому):
1. Кислая среда: нитрат аммония (3)
2. Нейтральная среда: перхлорат кальция (2)
3. Щелочная среда (гидролиз): фосфат калия (1)
4. Сильнощелочная среда (щелочь): гидроксид рубидия (4)

Последовательность цифр: 3, 2, 1, 4.

Ответ: 3214

Источник: ФИПИ