Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задания 21 необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ и расположить их в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному).

Напомним шкалу pH:
0–3 — сильнокислая среда;
4–6 — слабокислая среда;
7 — нейтральная среда;
8–10 — слабощелочная среда;
11–14 — сильнощелочная среда.

Проанализируем каждое вещество:

1) KHCO₃ (гидрокарбонат калия). Это кислая соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой многоосновной кислотой (H₂CO₃). В растворе протекают два конкурирующих процесса: диссоциация гидрокарбонат-иона (дает кислую среду) и его гидролиз (дает щелочную среду). Для гидрокарбонат-иона HCO₃⁻ гидролиз преобладает над диссоциацией, поэтому среда раствора слабощелочная (pH > 7).

2) HNO₃ (азотная кислота). Это сильная одноосновная кислота. В водном растворе она полностью диссоциирует с образованием ионов водорода: HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻. Среда сильнокислая (pH значительно меньше 7, около 1–2).

3) CsCl (хлорид цезия). Это соль, образованная сильным основанием (CsOH) и сильной кислотой (HCl). Такие соли не подвергаются гидролизу ни по катиону, ни по аниону. Среда раствора нейтральная (pH ≈ 7).

4) (NH₄)₂SO₄ (сульфат аммония). Это соль, образованная слабым основанием (NH₃ • H₂O) и сильной кислотой (H₂SO₄). Соль гидролизуется по катиону: NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ • H₂O + H⁺. Накопление ионов водорода обуславливает слабокислую среду (pH < 7).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания pH (от меньшего к большему):
1. Сильнокислая среда: HNO₃ (номер 2);
2. Слабокислая среда: (NH₄)₂SO₄ (номер 4);
3. Нейтральная среда: CsCl (номер 3);
4. Слабощелочная среда: KHCO₃ (номер 1).

Последовательность номеров: 2, 4, 3, 1.

Ответ: 2431

Источник: ФИПИ