1、环境化学计算题答案1. 若一个天然水体的pH为7。0。碱度为1.4 mmol/L，需加多少酸才能把水体的pH降低到6.0？解二：已知pH=6。0时，0=0.6920,1=0。3080，2=1.444105，=3.247；pH=7.0时,0=0。1834，1=0。8162，2=3.828*10-4,=1.224；解：查表33（p110）1、2，=1.22CT=1.221.4=1。71mmol。L-1当加强酸使pH=6。0，=3.25，而CT不变时碱度=1.71/3。25=0。526mmol.L-1A=1。4-0.526=0。874mmol。L12. 含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0,
2、计算水中剩余镉离子浓度。(KspCdS = 7.9 10-27）饱和水溶液中H2S浓度保持在0。1mol/L,H2S离解常数K1=8。9*108,K2=1.3*10-15）解：饱和时H2S0。1mol/LKH2S=H+2S2=1。161023 ，且pH=8。01023 S2-=1.1610-23/ H+2 = 1.1610-23/ 1.01016 =1。16 10-7 mol/LCd2+= KSP / S2 = 7。9 1027 / 1。16 10-7 =6.81020 mol/L3. 一个有毒化合物排入pH = 8.4，T = 25C水体中,90的有毒物质被悬浮物所吸着，已知其KA = 0，
3、KB = 4。9 10-7 L/（dmol），KN = 1。6 d-1, 计算化合物的水解速率常数。解：已知Ka=0，H+=10-8.4，Kn=1.6，Kb=4。9107Kh=KaH+Kn+KbKw/H+=0+1.6+4.910-710-5。6=1.6(d-1)4。 在厌氧消化池中和pH = 7.0的水接触的气体含65% CH4和35% CO2,计算Pe和Eh.6. 某废水中Cu2+含量为5.0 mg/L， 经EDTA处理后，未络合EDTA为200 mg/L， 体系pH = 11，计算后回答反应平衡时，Cu的存在形式。（已知 Cu2+ + Y4- = CuY2-， K = 6。3 1018，
4、EDTA分子量为372）7. 已知空气中的CO2含量为0.0324（体积），水在25时的蒸汽压是0.03167 105 Pa,CO2的亨利定律常数是3。34 10-7 mol/(LPa）（25C)，求CO2在水中的溶解度。H2CO3的Ka1 = 4。45 1078. 用Langmuir方程描述悬浮物对溶质吸附作用,假设溶液的平衡浓度为6。00 10-3 mol/L,溶液中每克悬浮物吸附溶质为0。50 10-3 mol/L；当平衡浓度降为2.00 103 mol/L,溶液中每克悬浮物吸附溶质为0。25 10-3 mol/L，问每克吸附剂可以吸附溶质的限量G0和常数A是多少？10. 已知某耗氧有机
5、物在水体中的降解过程符合一级动力学方程。在25C时测得其降解半衰期为10 d，试计算该有机物在25C时降解90需要多少时间？11. 过多的紫外线到达地球表面，将对生物产生有害作用，试通过计算说明310 nm的紫外光能否破坏CH键？已知C-H键的键能为344.8 KJ/mol，阿佛加德罗常数为6。023 1023,普朗克常数为6.626 1034 Js，光速为2.998 108 m/s，并进一步说明臭氧层在大气层中的位置和对生物的保护作用。解： 依据：E=N0hc/=1.196105/kJmol-1 E=1.196105/300=398。67kJmol-1 计算结果说明300nm紫外光的能量大于
6、CH键的键能，所以能够断裂C-H键。 O3层位于大气层中平流层的下部，距地面1535km处，而距地面25km处浓度最大.通过上述计算可知紫外线能够破C-H键,所以过多的紫外线到达地球表面时,对生物具有破坏作用,特别是对人类的皮肤。眼睛和免疫系统造成损伤，使皮肤癌患者增多.而臭氧层中的O3分子能够吸收量的紫外线，防止了过多的紫外线到达地球表面，从而保护人类和动、植物的生存，所以臭氧层是生物圈天然的保护伞.12. 在25C条件下，某胶体对持久性有机物的吸附符合Langmuir吸附等温式.当吸附达平衡时该有机物的浓度为5.62 g/L时，吸附量为5。25 g/g；当吸附达平衡时的硼浓度为6.78 g
7、/L时，吸附量为6。21 g/g。试求该土壤在实验条件下吸附该有机物的有关常数.13. 某封闭水体碳酸形态的总浓度CT = 1.0 10-3 mol/L，试计算pH = 9.0时该水体中的CO2(aq)、HCO3-和CO32-的浓度。已知H2CO3的Ka1 = 4。45 10-7, Ka2 = 4。69 10-1114。 已知某有机农药在土壤中的降解反应符合一级动力学方程，其速率常数k = 0。005 d-1，该污染物在土壤中的半衰期是多少？降解75需要多长时间？15. 在25C条件下，某土壤对硼的吸附符合Freundlich吸附等温式。当吸附达平衡时的硼浓度为0.78 mg/L时，吸附量为0
8、.89 mg/kg；当吸附达平衡时的硼浓度为6。35 mg/L时，吸附量为4.60 mg/kg.试求该土壤在实验条件下吸附硼的有关常数。16. 某一土壤样品对某污染物的等温吸附符合Langmuir方程。当吸附达平衡后，平衡液中该污染物浓度为30 mg/L，土壤污染物的吸附量为50 mg/kg;而当平衡液中污染物浓度为10 mg/L,土壤污染物的吸附量为25 mg/kg.（1）求此土壤对该污染物的最大吸附量.（2）相似条件下的实验中,另一土壤样品对该污染物的最大吸附量为70 mg/kg,问哪一种土壤更容易受该污染物的污染？17. 有一股20C的生活污水,其耗氧反应速率常数k = 0。23 d-1
9、，求经过3、5和20天后水中有机物剩余量的百分数各为多少？18. 已知干空气中CO2的含量为0。0314，25C时水的蒸气压为0。0317 105 Pa，CO2的亨利常数为3。34 107 mol/（LPa)，H2CO3的一级离解常数为4.45 107，试根据亨利定律和电离平衡估算未受污染的天然雨水的pH值。19已知某需氧有机物在自然降解过程中符合一级反应动力学规律，在25时,测得降解半衰期为3 d，试计算该有机污染物在25C时，降解80%需要多少时间？20。 某水体pH = 7。00，碱度为1.00 10-3 mol/L，计算水体中H2CO3、HCO3-、CO32和OH-的浓度。若水体pH
10、= 10。00，碱度仍为1.00 10-3 mol/L,上述各形态物质的浓度又是多少？假设其它各种形态对碱度的贡献可以忽略。已知碳酸的 Ka1 = 4.45 107, Ka2 = 4.69 10-11.21。 某一含有0。10 mol/L ZnCl2溶液，如果只生成一种羟基配合离子ZnOH+，试计算当溶液出现Zn（OH）2时的pH值。已知：Zn（OH)2 Zn2+ + 2OH， Ksp = 10-17.15Zn2+ + OH- ZnOH+, Kf = 105.70注：为可逆符号。22. 某水体中Fe2+为56 mg/L,Fe3+为56 g/L,试求水体的pe值。若与该水体平衡的氧分压为1010
11、大气压，当水体pH为9和6时，能否将Fe(II)氧化为Fe（III)?已知：25C时,Fe3+ + e Fe2+ pe = 13.05;1/4O2（g） + H+ + e 1/2H2O pe = 20.7Fe3+eFe2+ pE0=13。05,按照公式E0=2.303*RT/F*PE0 ，E0=0.771pE=pE0+ lgFe3+ / Fe2+ =13。05+（-3）=10。05.负极(1)4Fe3+4e4Fe2+ ， E0=0。771正极(2)O2+4H+4e=2H2O , E0=1。229电池反应就是4Fe2+ +4H+ +O24Fe3+ +2H2O，即溶解氧将Fe（)氧化为Fe（)：E0=1。229-0。771=0。458，E= E0+0.059/4Lg Fe2+4*H+4PO2 /Fe3+ 4把氧分压和PH代入即可,PH=9, E= -0。04350不能进行; PH=6, E= 0.13350可以进行
