Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения данного задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ. Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: кислая среда имеет pH < 7, нейтральная — pH ≈ 7, щелочная — pH > 7. Чем сильнее кислота, тем ниже pH; чем сильнее основание, тем выше pH.

Проанализируем каждое вещество:

1. Zn(NO₃)₂ (нитрат цинка) — соль, образованная слабым основанием (Zn(OH)₂) и сильной кислотой (HNO₃). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
   Zn²⁺ + H₂O ⇄ ZnOH⁺ + H⁺
   В растворе накапливаются ионы водорода, среда кислая (pH < 7).
2. CsOH (гидроксид цезия) — это растворимое основание (щелочь), образованное типичным щелочным металлом. Цезий находится в первой группе главной подгруппе, его гидроксид является очень сильным основанием. Среда сильнощелочная (pH значительно больше 7, стремится к 14).
3. CaBr₂ (бромид кальция) — соль, образованная сильным основанием (Ca(OH)₂ — считается сильным электролитом/щелочью в рамках ЕГЭ) и сильной кислотой (HBr). Такая соль не подвергается гидролизу. Среда нейтральная (pH ≈ 7).
4. K₃PO₄ (фосфат калия) — соль, образованная сильным основанием (KOH) и кислотой средней силы (H₃PO₄). Соль подвергается гидролизу по аниону:
   PO₄³⁻ + H₂O ⇄ HPO₄²⁻ + OH⁻
   В растворе накапливаются гидроксид-ионы, среда щелочная (pH > 7).

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

• Самое низкое pH у кислой соли: 1 (Zn(NO₃)₂).
• Затем идет нейтральная среда: 3 (CaBr₂).
• Далее — щелочная среда за счет гидролиза соли: 4 (K₃PO₄).
• Самое высокое pH у сильной щелочи: 2 (CsOH).

Последовательность цифр: 1, 3, 4, 2.

Ответ: 1342

Источник: ФИПИ