环境化学

6．在一个pH为6.5、碱度为1.6mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少mmol/L的碳酸钠才能使水体pH上升至8.0。若用NaOH强碱进行碱化，又需加入多少碱?

解：总碱度＝KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]

1{[总碱度] + [H+] - [OH-]}

?1?2?21令α＝

?1?2?2CT＝

当pH在5～9范围内、[碱度]≥10-3mol/L时, [H+]、[OH-]项可以忽略不计,得到简化式：CT＝α[碱度]

当pH＝6.5时，查教材P110表得α1＝0.5845，α2＝8.669×10-5，则α＝1.71，CT ＝α[碱度]＝1.71×1.6＝2.736mmol/L

若加入碳酸钠将水的pH升至8.0，查表得α′＝1.018，此时CT值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-]，则有

CT + Δ[CO32-]＝α′｛[碱度] + 2Δ[CO32-]｝ 即2.736 + Δ[CO32-]＝1.018｛1.6 + 2Δ[CO32-]｝

解得，Δ[CO32-]＝1.069 mmol/L

若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0，其CT值并不变化，可得：

[碱度] ＝CT/ α′＝2.736/1.018＝2.688 mmol/L 碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量：

Δ[OH-]＝2.688－1.6＝1.088 mmol/L

8.若水ApH为7.5，碱度为6.38mM，水BpH9.0，碱度0.8mM，等体积混合后pH多少？

解：水A：碱度=6.38 mmol/L = [HCO3-]＋2[CO32-]+ [OH-]-[H+] = [HCO3-] [CO32-]=K2[HCO3-]/[H+]=4.69×10-11 ×6.38/10-7.5 = 9.46×10-3 m mol/L [H2CO3*]= [H+] [HCO3-]/ K1=10-7.5×6.38/(4.45×10-7)=0.453 m mol/L [OH-]=10-6.5 =3.16×10-7 mol/L

水B：碱度=0.80 mmol/L = [HCO3-]＋2[CO32-]+ [OH-]-[H+] = [HCO3-]＋2[CO32-]+ 10-5 [CO32-]=K2[HCO3-]/[H+]=4.69×10-11 ×[HCO3-]/10-9，[CO32-]=0.04 m mol/L，[HCO3-]=0.76 m mol/L，

[OH-]=10-5 =0.01 m mol/L，[H2CO3*]=0002 m mol/L 舍去） 水B+A：B中的CO32-、OH-与A中的H2CO3反应生成HCO3-， ∴ 混合体系中[H2CO3*]=(0.453-0.04-0.01)/2 = 0.201 m mol/L [HCO3-]= (6.38+0.04×2+0.01+0.76)/2=3.61 m mol/L 回答人的补充 2010-01-10 21:51 pH=6.35-lg0.201/3.61=6.35+1.24=7.59

环境化学思考题与习题

第一章 绪论

作业习题：

? 根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门

课程？

? 环境污染物有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？ 讨论习题：

? 如何认识现代环境问题的发展过程？ 思考题：

? 举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。

第二章 水环境化学

作业习题：

*?2?? 请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中??H2CO3??、??HCO3??和??CO3??的表达式，并

讨论这两个体系之间的区别。

? 请导出总酸度、CO2酸度、无机酸度、总酸度、酚酞酸度和苛性酸度的表达式作为总

碳酸量和分布系数（?）的函数。

? 在一个pH为6.5、碱度为1.6mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少

mmol/L的碳酸钠才能使水体pH上升至8.0。若用NaOH强碱进行碱化，又需要加多少碱？（1.07mmol/L，1.08mmol/L）

*?2?? 具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.00，请计算??H2CO3??、??HCO3??、??CO3??-*?-4

?????OHHCOHCO和?的浓度各是多少？（＝4.49×10mol/L、233??????＝-2?-7-7

???OHCO2.00×10-3mol/L、?＝9.38×10mol/L和＝1.00×10mol/L） 3????? 若有水A，pH为7.5，其碱度为6.38 mmol/L，水B的pH为9.0，碱度为0.80 mmol/L，

若以等体积混合，问混合后的pH值为多少？（pH＝7.58）

? 溶解1.00×10-4mol/L的Fe?NO3?3于1L具有防止发生固体Fe?OH?3沉淀作用所需最小

???H??浓度的水中，假定溶液中仅形成Fe?OH?和Fe?OH?2，而没有形成4?3???Fe?OH?2??、?Fe?OH???、???Fe2?OH?2。FeH请计算平衡时该溶液中?、????2????2??和pH。{

3?-5?Fe?OH?2??=2.92×10-5mol/L、??Fe=6.24×10mol/L、?????Fe?OH???=8.47×10-6mol/L、pH =2.72}

2??? 请叙述天然水中存在哪几类颗粒物？

? 什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附作用？并说明水合氧化物对金属离

子的专属吸附和非专属吸附的区别。

? 用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为3.00×10-3mol/L，

溶液中每克悬浮物固体吸附溶质为0.50×10-3mol/L，当平衡浓度降至1.00×10-3mol/L时，每克吸附剂吸附溶质为0.25×10-3mol/L，问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少？[1.00×10-3mol/(L·g)]

? 请叙述水环境中促成颗粒物絮凝的机理。

? 含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH值为8.0，请算出水中剩余镉离子浓度（已知CdS

的溶度积为7.9×10-27）。（??Cd2?-20

??＝6.8×10mol/L）

? 已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下：

Fe3??H2O??Fe?OH?2??H?lgK1??2.16

Fe3??2H2O??Fe?OH?2?2H?Fe?OH?3?s???Fe3??3OH?lgK2??6.74 lgKso??38

Fe3??4H2O??Fe?OHFe3??2H2O??Fe2?OH?4??4H??2H?lgK4??23 lgK4??2.91

?24?请用pc－pH图表示Fe?OH?3?s?在纯水中的溶解度与pH的关系。 {p?Fe?OH??2????1.84?2pH , p?Fe?OH????2.74?pH ,

2????4?3??Fep?Fe?OH?4??19?pH , p?Fe2?OH?2??2pH?5.1 , p????3pH?4 } ????? 已知Hg2??2H2O?2H??Hg?OH?20??,lgK??6.3。溶液中存在?H??、

?2??Hg?OH?0?和?ClO4??等形态，且忽略?Hg?OH???和离子????OHHg、、???????2???强度效应，求1.0×10-5mol/L的?（pH＝4.7） ?Hg?ClO4?2??溶液在25℃时的pH值。

??32-?HCO?1.25?10mol/L? 在pH＝7.00和?的介质中。HT与固体PbCO3（s）平衡，3??其反应如下：

PbCO3?s??HT2???PbT??HCO3?,问作为HT2-形态占NTA的分数。（2.99％） ? 请叙述有机配体对重金属迁移的影响。 ? 什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。

K?4.06?10?2

? 从湖水中取出深层水，其pH＝7.0，含溶解氧浓度为0.32mg/L，请计算pE和Eh。（pE

＝13.2，Eh＝0.78V）

? 在厌氧消化池中和pH＝7.0的水接触的气体含65％的CH4和35％的CO2，请计算pE

和Eh。

? 在一个pH为10.0的SO42??HS?体系中（25℃），其反应为：

SO42??9H??8e??HS??4H2O?l?

已知其标准自由能Gf0值（kJ/mol）SO42?：-742.0，HS：12.6，H2O?l?：-237.2，

?水溶液中质子和电子的Gf0值为零。

（1）请给出该体系的pE0。（pE0＝4.25）

如果体系化合物的总浓度为1.0×10-4mol/L，那么请给出下图中①、②、③和④和的

?2????HS??4.0,lgSOlgc?pE关系式。（当pE?pE0，lg?4?????8pE?52；当当?2????HS??60?8pE,lgSOpE?pE0，lg?4??????4.0）