Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ и оценить значение pH для каждого из них. Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: чем меньше pH, тем выше кислотность; чем больше pH, тем выше щелочность. Нейтральная среда соответствует pH ≈ 7.

Проанализируем каждое вещество:

1. KHCO₃ (гидрокарбонат калия) — это кислая соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой многоосновной кислотой (H₂CO₃). В водном растворе протекает гидролиз по аниону:
   HCO₃⁻ + H₂O ⇄ H₂CO₃ + OH⁻.
   Несмотря на наличие атома водорода в анионе, процесс гидролиза преобладает над диссоциацией аниона. Поэтому раствор имеет слабощелочную среду (pH > 7).
2. Ba(NO₃)₂ (нитрат бария) — это соль, образованная сильным основанием (Ba(OH)₂) и сильной кислотой (HNO₃). Такие соли не подвергаются гидролизу ни по катиону, ни по аниону. Среда раствора нейтральная (pH ≈ 7).
3. ZnSO₄ (сульфат цинка) — это соль, образованная слабым основанием (Zn(OH)₂) и сильной кислотой (H₂SO₄). В водном растворе протекает гидролиз по катиону:
   Zn²⁺ + H₂O ⇄ ZnOH⁺ + H⁺.
   В результате накопления ионов водорода среда раствора становится слабокислой (pH < 7).
4. HClO₃ (хлорноватая кислота) — это сильная одноосновная кислота. В водном растворе она практически полностью диссоциирует:
   HClO₃ → H⁺ + ClO₃⁻.
   Концентрация ионов водорода в таком растворе будет максимальной среди всех представленных веществ, что соответствует сильнокислой среде (pH << 7).

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

• Самый низкий pH у сильной кислоты: HClO₃ (4);
• Затем идет соль со слабокислой средой: ZnSO₄ (3);
• Затем идет соль с нейтральной средой: Ba(NO₃)₂ (2);
• Самый высокий pH у соли со слабощелочной средой: KHCO₃ (1).

Последовательность номеров: 4, 3, 2, 1.

Ответ: 4321

Источник: ФИПИ