Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды водного раствора каждого вещества и соотнести его со шкалой pH. Напомним, что pH < 7 соответствует кислой среде, pH = 7 — нейтральной, а pH > 7 — щелочной. Чем сильнее выражены щелочные свойства, тем выше значение pH. Чем сильнее выражены кислотные свойства, тем ниже значение pH.

Проанализируем каждое вещество из списка:

1. NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия). Это кислая соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой многоосновной кислотой (H₂CO₃). В растворе протекает гидролиз по аниону: HCO₃⁻ + H₂O ⇄ H₂CO₃ + OH⁻. Несмотря на наличие атома водорода в анионе, процесс гидролиза преобладает над диссоциацией аниона. Среда раствора — слабощелочная (pH чуть больше 7).
2. K₂SO₄ (сульфат калия). Это средняя соль, образованная сильным основанием (KOH) и сильной кислотой (H₂SO₄). Такие соли не подвергаются гидролизу. Среда раствора — нейтральная (pH ≈ 7).
3. LiOH (гидроксид лития). Это типичное сильное основание (щелочь). В водном растворе оно полностью диссоциирует с образованием большого количества гидроксид-ионов: LiOH → Li⁺ + OH⁻. Среда раствора — сильнощелочная (pH значительно больше 7, обычно в диапазоне 12–14).
4. FeCl₃ (хлорид железа(III)). Это средняя соль, образованная слабым основанием (Fe(OH)₃) и сильной кислотой (HCl). В растворе протекает гидролиз по катиону: Fe³⁺ + H₂O ⇄ FeOH²⁺ + H⁺. В результате накопления ионов водорода среда раствора становится кислой (pH меньше 7).

Теперь расположим вещества в порядке уменьшения значения pH (от самого высокого к самому низкому):

• Самое высокое pH у щелочи: 3 (LiOH, сильнощелочная среда);
• Затем идет слабощелочная соль: 1 (NaHCO₃, слабощелочная среда);
• Далее нейтральная соль: 2 (K₂SO₄, нейтральная среда);
• Самое низкое pH у соли, гидролизующейся по катиону: 4 (FeCl₃, кислая среда).

Последовательность номеров: 3, 1, 2, 4.

Ответ: 3124

Источник: ФИПИ