Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды водного раствора каждого из предложенных веществ и оценить значение водородного показателя (pH). Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: чем меньше pH, тем выше кислотность; чем больше pH, тем выше щелочность.

Проанализируем каждое вещество:

1) NaClO₄ (перхлорат натрия) — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HClO₄). Такие соли не подвергаются гидролизу ни по катиону, ни по аниону. Среда раствора практически нейтральная, pH ≈ 7.

2) Al(NO₃)₃ (нитрат алюминия) — это соль, образованная слабым основанием (Al(OH)₃) и сильной кислотой (HNO₃). Соль гидролизуется по катиону:
Al³⁺ + H₂O ⇄ AlOH²⁺ + H⁺
В результате накопления ионов водорода среда раствора становится кислой (pH < 7). Поскольку это соль, а не чистая кислота, среда будет слабокислой.

3) KHCO₃ (гидрокарбонат калия) — это кислая соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Для гидрокарбонат-иона (HCO₃⁻) возможны два процесса: диссоциация (дает кислую среду) и гидролиз (дает щелочную среду). У гидрокарбонат-иона гидролиз преобладает над диссоциацией, поэтому среда раствора слабощелочная (pH > 7).

4) HClO₄ (хлорная кислота) — это одна из самых сильных минеральных кислот. В водном растворе она полностью диссоциирует с образованием большого количества ионов водорода:
HClO₄ → H⁺ + ClO₄⁻
Среда раствора сильнокислая, pH будет иметь минимальное значение (близкое к 0–1).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):
1. Сильнокислая среда: HClO₄ (№4)
2. Кислая среда (за счет гидролиза соли): Al(NO₃)₃ (№2)
3. Нейтральная среда: NaClO₄ (№1)
4. Слабощелочная среда: KHCO₃ (№3)

Последовательность номеров: 4, 2, 1, 3.

Ответ: 4213

Источник: ФИПИ