環(huán)境化學(xué)計算題答案

1、1. 若一個天然水體的pH為7.0。堿度為1.4 mmol/L，需加多少酸才能把水體的pH降低到6.0？解二：已知 pH=6.0 時，0=0.6920，1=0.3080，2=1.444*10-5，=3.247； pH=7.0時，0=0.1834，1=0.8162，2=3.828*10-4，=1.224； 解：  查表 3-3（p110）1 、2，= 1.22   CT = 1.22×1.4  = 1.71 

2、m mol.L-1  當(dāng)加強(qiáng)酸使 pH = 6.0，= 3.25，而CT不變時  堿度 = 1.71 / 3.25 = 0.526 m mol.L-1 A = 1.4-0.526 = 0.874 m mol.L-12. 含鎘廢水通入H2S達(dá)到飽和并調(diào)整pH為8.0，計算水中剩余鎘離子濃度。（KspCdS = 7.9 ´ 10-27）飽和水溶液中H2

3、S濃度保持在0.1mol/L，H2S離解常數(shù)K1=8.9*10-8，K2=1.3*10-15)解：飽和時H2S0.1mol/LKH2S=H+2S2-=1.16´10-23 ，且pH=8.0´10-23 S2-=1.16´10-23/ H+2 = 1.16´10-23/ 1.0´10-16 =1.16 ´10-7 mol/LCd2+= KSP / S2- = 7.9 ´ 10-27 / 1.16 ´10-7 =6.8´10-20 mol/L3. 一個有毒化合物排入pH = 8.4，T = 25ºC

4、水體中，90%的有毒物質(zhì)被懸浮物所吸著，已知其KA = 0，KB = 4.9 ´ 10-7 L/(d·mol)，KN = 1.6 d-1, 計算化合物的水解速率常數(shù)。解：已知 Ka=0，H+ =10-8.4，Kn=1.6，Kb=4.9×10-7 Kh=KaH+Kn+KbKw/H+=0+1.6+4.9×10-7×10-5.6 = 1.6 (d-1)4. 在厭氧消化池中和pH = 7.0的水接觸的氣體含65% CH4和35% CO2，計算Pe和Eh。6. 某廢水中Cu2+含量為5.0 mg

5、/L， 經(jīng)EDTA處理后，未絡(luò)合EDTA為200 mg/L， 體系pH = 11，計算后回答反應(yīng)平衡時，Cu的存在形式。（已知 Cu2+ + Y4- = CuY2-, K = 6.3 ´ 1018, EDTA分子量為372）7. 已知空氣中的CO2含量為0.0324%（體積），水在25時的蒸汽壓是0.03167 × 105 Pa，CO2的亨利定律常數(shù)是3.34 × 10-7 mol/（L·Pa）（25ºC），求CO2在水中的溶解度。H2CO3的Ka1 = 4.45 × 1078. 用Langmuir方程描述懸浮物對溶質(zhì)吸附作用，假設(shè)溶

6、液的平衡濃度為6.00 × 10-3 mol/L，溶液中每克懸浮物吸附溶質(zhì)為0.50 × 10-3 mol/L；當(dāng)平衡濃度降為2.00 × 10-3 mol/L，溶液中每克懸浮物吸附溶質(zhì)為0.25 × 10-3 mol/L，問每克吸附劑可以吸附溶質(zhì)的限量G0和常數(shù)A是多少？10. 已知某耗氧有機(jī)物在水體中的降解過程符合一級動力學(xué)方程。在25°C時測得其降解半衰期為10 d，試計算該有機(jī)物在25°C時降解90%需要多少時間？11. 過多的紫外線到達(dá)地球表面，將對生物產(chǎn)生有害作用，試通過計算說明310 nm的紫外光能否破壞C-H鍵？已知C

7、-H鍵的鍵能為344.8 KJ/mol，阿佛加德羅常數(shù)為6.023 ´ 1023，普朗克常數(shù)為6.626 ´ 10-34 J×s，光速為2.998 ´ 108 m/s，并進(jìn)一步說明臭氧層在大氣層中的位置和對生物的保護(hù)作用。解： 依據(jù):E=N0×hc/=1.196×105/ kJ·mol-1             E=1.196×105/300 =398.67kJ·m

8、ol-1  計算結(jié)果說明300nm紫外光的能量大于C-H鍵的鍵能，所以能夠斷裂C-H鍵。  O3層位于大氣層中平流層的下部，距地面15-35km處，而距地面25km處濃度最大. 通過上述計算可知紫外線能夠破C-H鍵，所以過多的紫外線到達(dá)地球表面時，對生物具有破壞作用,特別是對人類的皮膚。眼睛和免疫系統(tǒng)造成損傷，使皮膚癌患者增多。而臭氧層中的O3分子能夠吸收量的紫外線，防止了過多的紫外線到達(dá)地球表面，從而保護(hù)人類和動、植物的生存，所以臭氧層是生物圈天然的保護(hù)傘。12. 在25°C條件下，某膠體對持久性有機(jī)物的吸附符合Langmuir吸附等溫式。當(dāng)吸附達(dá)平衡

9、時該有機(jī)物的濃度為5.62 mg/L時，吸附量為5.25 mg/g；當(dāng)吸附達(dá)平衡時的硼濃度為6.78 mg/L時，吸附量為6.21 mg/g。試求該土壤在實(shí)驗(yàn)條件下吸附該有機(jī)物的有關(guān)常數(shù)。13. 某封閉水體碳酸形態(tài)的總濃度CT = 1.0 ´ 10-3 mol/L，試計算pH = 9.0時該水體中的CO2(aq)、HCO3-和CO32-的濃度。已知H2CO3的Ka1 = 4.45 ´ 10-7, Ka2 = 4.69 ´ 10-1114. 已知某有機(jī)農(nóng)藥在土壤中的降解反應(yīng)符合一級動力學(xué)方程，其速率常數(shù)k = 0.005 d-1，該污染物在土壤中的半衰期是多少？降解

10、75%需要多長時間？15. 在25°C條件下，某土壤對硼的吸附符合Freundlich吸附等溫式。當(dāng)吸附達(dá)平衡時的硼濃度為0.78 mg/L時，吸附量為0.89 mg/kg；當(dāng)吸附達(dá)平衡時的硼濃度為6.35 mg/L時，吸附量為4.60 mg/kg。試求該土壤在實(shí)驗(yàn)條件下吸附硼的有關(guān)常數(shù)。16. 某一土壤樣品對某污染物的等溫吸附符合Langmuir方程。當(dāng)吸附達(dá)平衡后，平衡液中該污染物濃度為30 mg/L，土壤污染物的吸附量為50 mg/kg；而當(dāng)平衡液中污染物濃度為10 mg/L，土壤污染物的吸附量為25 mg/kg。（1）求此土壤對該污染物的最大吸附量。（2）相似條件下的實(shí)驗(yàn)中，

11、另一土壤樣品對該污染物的最大吸附量為70 mg/kg，問哪一種土壤更容易受該污染物的污染？17. 有一股20°C的生活污水，其耗氧反應(yīng)速率常數(shù)k = 0.23 d-1，求經(jīng)過3、5和20天后水中有機(jī)物剩余量的百分?jǐn)?shù)各為多少？18. 已知干空氣中CO2的含量為0.0314%，25°C時水的蒸氣壓為0.0317 ´ 105 Pa，CO2的亨利常數(shù)為3.34 ´ 10-7 mol/(L×Pa)，H2CO3的一級離解常數(shù)為4.45 ´ 10-7，試根據(jù)亨利定律和電離平衡估算未受污染的天然雨水的pH值。19 已知某需氧有機(jī)物在自然降解過程中符合

12、一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律，在25時，測得降解半衰期為3 d，試計算該有機(jī)污染物在25°C時，降解80%需要多少時間？20. 某水體pH = 7.00，堿度為1.00 × 10-3 mol/L，計算水體中H2CO3、HCO3-、CO32-和OH-的濃度。若水體pH = 10.00，堿度仍為1.00 × 10-3 mol/L，上述各形態(tài)物質(zhì)的濃度又是多少？假設(shè)其它各種形態(tài)對堿度的貢獻(xiàn)可以忽略。已知碳酸的 Ka1 = 4.45 × 10-7, Ka2 = 4.69 × 10-11。21. 某一含有0.10 mol/L ZnCl2溶液，如果只生成一種羥基配合

13、離子ZnOH+，試計算當(dāng)溶液出現(xiàn)Zn(OH)2時的pH值。已知：Zn(OH)2 Û Zn2+ + 2OH-, Ksp = 10-17.15Zn2+ + OH- Û ZnOH+, Kf = 105.70注：Û為可逆符號。22. 某水體中Fe2+為56 mg/L，F(xiàn)e3+為56 g/L，試求水體的pe值。若與該水體平衡的氧分壓為10-10大氣壓，當(dāng)水體pH為9和6時，能否將Fe(II)氧化為Fe(III)？已知：25°C時，F(xiàn)e3+ + e Û Fe2+ pe° = 13.05;1/4O2(g) + H+ + e Û 1/2H2O pe° = 20.7Fe3+eFe2+ pE0=13.05，按照公式E0=2.303*R*T/F*PE0 ，E0=0.771pE=pE0+ lgFe3+ / Fe2+ =13.05+（-3）=10.05。負(fù)極(1)4Fe3+4e4Fe2