Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задания 21 необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ и оценить значение водородного показателя pH. Напомним, что шкала pH обычно варьируется от 0 до 14: чем ниже pH, тем выше кислотность среды; pH = 7 соответствует нейтральной среде; чем выше pH, тем выше щелочность среды.

Проанализируем каждое вещество из списка:

1. K₂CO₃ (карбонат калия) — это соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
   CO₃²⁻ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + OH⁻
   Накопление гидроксид-ионов (OH⁻) создает щелочную среду. Значение pH > 7 (сильнощелочная среда, так как угольная кислота очень слабая).
2. NaNO₃ (нитрат натрия) — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HNO₃). Такие соли не подвергаются гидролизу. Среда раствора нейтральная. Значение pH ≈ 7.
3. HCl (хлороводородная кислота) — это сильная одноосновная кислота. В водном растворе она полностью диссоциирует:
   HCl → H⁺ + Cl⁻
   Высокая концентрация ионов водорода создает сильнокислую среду. Значение pH будет минимальным в данном списке (pH < 2).
4. FeSO₄ (сульфат железа(II)) — это соль, образованная слабым основанием (Fe(OH)₂) и сильной кислотой (H₂SO₄). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
   Fe²⁺ + H₂O ⇄ FeOH⁺ + H⁺
   Накопление ионов водорода (H⁺) создает слабокислую среду. Значение pH < 7, но оно выше, чем у сильной кислоты HCl.

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):

• Самое низкое pH у сильной кислоты: 3) HCl (сильнокислая среда).
• Затем идет соль, гидролизующаяся по катиону: 4) FeSO₄ (слабокислая среда).
• Затем идет соль, не подвергающаяся гидролизу: 2) NaNO₃ (нейтральная среда).
• Самое высокое pH у соли, гидролизующейся по аниону: 1) K₂CO₃ (щелочная среда).

Последовательность номеров: 3, 4, 2, 1.

Ответ: 3421

Источник: ФИПИ