环境化学试题及答案(3)

O2(aq)=KH×PO2=1.26×105×0.2056×10-8 =2.6×10-4(mol/l)

O2(aq)= 2.6×10-4×32×1000 =8.32(mg/l)

3、 具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.0, 请计算[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-]的浓度各是多少？已知下表数据：

pH α0 α1 α

2

5

7.00 0.1834 0.8162 3.828×10-4 （10分） 得分 解:当pH = 7.00时,CO3-的浓度与 HCO3-的浓度相比可以忽略,查表pH = 7.00时, α= 1.224,

则[HCO3-] = [碱度] = 2.00×10-3mol/l/l。 [H+] = [OH-] = 10-7 mol/l。

[HCO3] = [H][HCO3]/K1 = 1.00×10×2.00×10/(4.55×10) = 4.49×10mol/l。 [CO3-] = K2[HCO3-]/[H+] = 4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7) = 9.38×10-7 mol/l。

※

+--7-3-7-4

4、在厌氧消化池中，和pH值7.0的水接触的气体含65％的CH4和35％的CO2，已知

18CO 2?H??e

18CH4?14HO2, pE0=2.87，请计算pE

和Eh（10分） 得分 0解pE=pE+1/n lg([反应物]/[生成物]) =2.87+lgPCO2[H]/PCH4

=2.87+lg 0.350.125×10-7/0.650.125 =2.87+lg 0.877×10-7/0.948

=2.87+lg 0.925—7=—4.16 Eh=0.059pE=-4.16×0.059=—0.246

0.125

+

0.125

5、一个有毒化合物排入至pH＝8.4，T＝25℃的水体中，90％的有毒化合物被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol), 中性水解速率常数Kn=1.6d－1.请计算化合物的水解速率常数。（5分） 得分 解：Kh =[Kn+?w(Ka[H+]+ Kb[OH-])] =1.6+0.1（0+4.9×10-7×10-5.6）

=1.6d

-1

6、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3.0×10-3mol/L，溶液中每克悬浮固体吸附溶质为0.5×10-3mol/L，当平衡浓度降至1.0×10-3mol/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吸附限量是多少？（5分） 得分 解：G=0.5×10-3=

G0CA?C

（1） （2）

G0?3.0?10?3A?3.0?10?30.25×10-3=2=

G0?1.0?10?3A?1.0?10?33.0?10?3A?1.0?10?3A?3.0?10?3×

1.0?10?32A+6.0×10-3=3.0（A+1.0×10-3） 2A+6.0×10-3=3.0A+3.0×10-3 A=3.0×10-3

G=1.0×10（mol/L·g）

0-3

1. 在一个pH为7.0，总碱度为1.6mmol/L的水体中，如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？如用NaOH强碱进行碱化，又需加多少碱？（pH=7.0时，α0=0.1834，α1=0.8162，α2=3.828×10-4，α=1.224；pH=8.0时，α0=0.02188，α1=0.9736，α2=4.566×10，α=1.018）（本小题10分）

-3

解：总碱度＝KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]

CT＝

1?1?2?21{[总碱度] + [H+] - [OH-]}

令α＝

?1?2?2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＝7.0时，α1＝0.8162，α2＝3.828×10-4，则α＝1.224，CT ＝α[碱度]＝1.9584mmol/L 若加入碳酸钠将水的pH升至8.0，此时CT值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为Δ[CO3]，则有

CT + Δ[CO32-]＝α′｛[碱度] + 2Δ[CO32-]｝ 解得，Δ[CO32-]＝1.9248 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： 碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量： Δ[OH-]＝1.9248－1.6＝0.3248 mmol/L

2.含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0，请计算水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7.9×10-27，H2S离解常数K1=8.9×10-8，K2=1.3×10-15，饱和水溶液中）。（本小题7分）

解：H2S→H++HS- Ka1=［H+］［HS-］/［H2S］ ［HS-］= Ka1［H2S］/［H+］ HS-→H++S2- Ka2=［H+］［S2-］/［HS-］=［H+］2［S2-］/ Ka1［H2S］

［S2-］= Ka1* Ka2［H2S］/［H+］2=8.9×10-8×1.3×10-15×0.1/(10-8)2=1.157×10-7mol/l CdS→Cd+S Ksp= ［Cd］［S］

［Cd2+］= Ksp/［S2-］=7.9×10-27/1.157×10-7=6.8×10-20 mol/l

2+

2-2+

2-

2-

3．一个有毒化合物排入至pH＝8.4，T＝25℃的水体中，90％的有毒化合物被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol), 中性水解速率常数Kn=1.6d－1.请计算化合物的水解速率常数。（6

分）

解：已知 Ka = 0, [H+] = 10-8.4 Kn = 1.6 Kb = 4.9×10-7

Kh = Ka[H+] + Kn + KbKw/[H+] = 0 + 1.6 + 4.9×10-7×10-5.6 = 1.6 (d-1) T1/2=0.693/Kh=0.693/1.6=0.43d