《环境化学》戴树桂（第二版）课后习题全部答案（含大纲和目录超(6)

17．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）。

18．已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下: Fe3+ + H2OFe3+ + 2H2OFe(OH)3(s) Fe3+ + 4H2O2Fe3+ + 2H2O

Fe(OH)2+ + H+

lgK1＝ - 2.16

Fe(OH)2+ + 2H+ Fe3+ + 3OH-

lgK2＝ - 6.74 lgKso＝ - 38

Fe(OH)4- + 4H+ Fe2(OH)24+ + 2H+

lgK4＝ - 23 lgK＝ - 2.91

请用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系。

（1）K1＝[Fe(OH)2+][H+]/ [Fe3+]＝[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+]2

p[Fe(OH)2+]＝3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1＝2 pH - 1.84 （2）K2＝[Fe(OH)2+][H+]2/ [Fe3+]＝[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+] p[Fe(OH)2+]＝3 lgKW - lgKso + pH - lgK2＝pH + 2.74 （3）Kso＝[Fe3+][OH-]3＝[Fe3+]KW3/[H+]3 p[Fe3+]＝3 lgKW - lgKso + 3 pH＝3 pH - 4

（4）K4＝[Fe(OH)4-][H+]4/ [Fe3+]＝[Fe(OH)4-][H+]KW3/ Kso p[Fe(OH)4-]＝3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH＝19 - pH

（5）K＝[Fe2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2＝[Fe2(OH)24+]KW6/ Kso2[H+]4 p[Fe2(OH)24+]＝6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH＝4 pH - 5.09

用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系如图

19．已知Hg2??2H2O?2H??Hg(OH)2，溶液中存在[H+]、[OH-]、[Hg2+]、[Hg(OH)20]lgK??6.3。

0和[ClO4-]等形态,且忽略了[Hg(OH) +]和离子强度效应，求1.0×10-5mol/L的Hg(ClO4)2溶液在25℃时的pH值。

lg K= -6.3 得: K = 10-6.3, K = [H+]2[Hg(OH)20]/ [Hg2+] 得[H+]2= 10-6.3[Hg2+]/[Hg(OH)20] (1)；

由物料守恒得：[Hg2+] + [Hg(OH)20] = 1.0×10-5 mol/l (2)；

由电荷守恒得：[H+] + 2[Hg2+] = [ClO4-] + [OH-] ∵Hg2+水解体系显酸性，∴[OH-]＜10-7，与[ClO4-]的浓度相比可忽略不计。可得：[H+] + 2[Hg2+]≈[ClO4-] = 2×10-5 (3)；

（1）、（2）、（3）联立求解得：[H+] = 10-4.7；则pH = -lg[H+] = -lg10-4.7 = 4.7。

20．请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用。

21．在pH=7.00和[HCO3-]=1.25×10-3mol/L的介质中，HT2-与固体PbCO3(s)平衡，其反应如下：

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PbCO3(s)?HT2??PbT??HCO3,K?4.06?10?2 问作为HT2-形态占NTA的分数。

?

22．请叙述有机配体对重金属迁移的影响。 23．什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。

24．有一个垂直湖水，pE随湖的深度增加将起什么变化？

25．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。

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26．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。 27．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。

⑴请给出该体系的pE0。

⑵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的lgc-pE关系式。

28．解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢.

(1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程(溶解),即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,并经过一定时间达到分配平衡,此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数.

(2)标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关,以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数.

(3)辛醇-水分配系数:有机化合物的正辛醇-水分配系数(KOW)是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度

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的比值.它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力,是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数.KOW与化合物的水溶性,土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关.

(4)生物浓缩因子:有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比. (5)亨利定律常数:通常可理解为非电解质稀溶液的气-水分配系数. (6)水解速率:反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数. (7)直接光解:化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应.

(8)光量子产率:分子被活化后,它可能进行光反应,也可能通过光辐射的形式进行\去活化\再回到基态,进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率.

(9)生长物质代谢和共代谢:生物降解过程中,一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物,这称为生长物质代谢.某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象称为共代谢.

29．某水体中含有300 mg/L的悬浮颗粒物，其中70%为细颗粒（d<50μm），有机碳含量为10%，其余的粗颗粒有机碳含量为5%。已知苯并[α] 芘的Kow为106，请计算该有机物的分配系数。

已知苯并[α]芘 Kow = 106 Koc = 0.63Kow = 0.63×106 = 6.3×105 细颗粒(粒径<50μm)质量分数：f=0.7，粗沉积物组分的有机碳含量XsOC=0.05，细沉积物组分的有机碳含量XfOC=0. 10，所以，颗粒物与水之间的分配系数：

Kp = Koc[0.2(1－f)XsOC + fXfOC] = 6.3×[0.2(1－0.7)×0.05 + 0.70×0.10] = 4.6×104

30．一个有毒化合物排入至pH=8.4，T=25℃水体中，90%的有毒物质被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性催化水解速率常数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。

已知 Ka = 0, [H+] = 10-8.4，Kn = 1.6，Kb = 4.9×10-7，如果考虑到颗粒物的吸附作用，则水解速率常数可写为： Kh = Kn +aw(Ka[H+] + KbKw/[H+]) =1.6 + 0.1×(0+4.9×10-7×10-5.6) = 1.6 (d-1) (aw:有机化合物溶解态分数)

31．某有机污染物排入pH=8.0，T=20℃的江水体中，该江水中含悬浮颗粒物500mg/L，其有机碳含量为10%。

⑴若该污染物分子量为129，溶解度为611 mg/L，饱和蒸汽压为1.21Pa(20℃)，请计算该化合物的亨利定律常数（Pa.m3/mol），并判断挥发速率是受液膜控制或气膜控制。

⑵ 假定Kg=3000cm/h，求该污染物在水深1.5m处挥发速率常数（Kv）。

32．某有机污染物溶解在一个含有200 mg/L悬浮物、pH=8.0和T=20℃水体中，悬浮颗粒物中细粒为70%，有机碳含量为5%，粗颗粒有机碳含量为2%，已知此时该污染物的中性水解速率常数Kh=0.05d-1, 酸性水解速率常数Ka=1.7 L/(d.mol)，碱性催化水解速率常数Kb=2.6×106L/(d.mol)，光解速率常数Kp=0.02 h-1,污染物的辛醇-水分配系数KOW=3.0×105，并从表中查到生物降解速率常数KB=0.20 d-1，忽略颗粒物存在对挥发速率和生物降解速率的影响，求该有机污染物在水体中的总转化速率常数。

Koc = 0.63Kow，Kp = Koc[0.2(1－f)XsOC + fXfOC] = 0.63×3.0×105 [0.2(1－0.7)×0.02 + 0.70×0.05] = 6.84×103

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