Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения данного задания необходимо определить характер среды водного раствора каждого из предложенных веществ и оценить примерное значение водородного показателя (pH). Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: чем меньше pH, тем выше кислотность; pH = 7 соответствует нейтральной среде; чем выше pH, тем выше щелочность.

Проанализируем каждое вещество:

1. Перхлорат лития (LiClO₄). Это соль, образованная сильным основанием (гидроксид лития LiOH) и сильной кислотой (хлорная кислота HClO₄). Такие соли не подвергаются гидролизу ни по катиону, ни по аниону. Среда раствора практически нейтральная, pH ≈ 7.
2. Гидрат аммиака (NH₃ • H₂O). Это слабое растворимое основание. В водном растворе оно частично диссоциирует с образованием гидроксид-ионов: NH₃ • H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH⁻. Среда раствора слабощелочная, pH > 7 (обычно в районе 10–11).
3. Азотная кислота (HNO₃). Это сильная одноосновная кислота. В водном растворе она полностью диссоциирует на ионы: HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻. Создает сильнокислую среду, pH будет иметь минимальное значение в данном списке (pH ≈ 0–1).
4. Бромид алюминия (AlBr₃). Это соль, образованная слабым основанием (гидроксид алюминия Al(OH)₃) и сильной кислотой (бромоводородная кислота HBr). Соль подвергается гидролизу по катиону: Al³⁺ + H₂O ⇄ AlOH²⁺ + H⁺. В результате накопления ионов водорода среда раствора становится кислой (слабокислой), pH < 7 (обычно в районе 3–5).

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

• Самый низкий pH у сильной кислоты: 3 (азотная кислота).
• Затем идет кислая соль (гидролиз по катиону): 4 (бромид алюминия).
• Далее нейтральная соль: 1 (перхлорат лития).
• Самый высокий pH у слабого основания: 2 (гидрат аммиака).

Последовательность цифр: 3, 4, 1, 2.

Ответ: 3412

Источник: ФИПИ