戴树贵-环境化学课后习题及答案

环境化学思考题与习题及答案

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：

● 请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中*23H CO ⎡⎤⎣⎦、3HCO -⎡⎤⎣⎦和23CO -⎡⎤⎣⎦的表达式，并

讨论这两个体系之间的区别。

● 请导出总酸度、2CO 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（α）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 ）

● 具有2.00×10-3mol/L 碱度的水，pH 为7.00，请计算*23H CO ⎡⎤⎣⎦、3HCO -⎡⎤⎣⎦、23CO -⎡⎤⎣⎦

和-OH ⎡⎤⎣⎦的浓度各是多少？（*23H CO ⎡⎤⎣⎦＝4.49×10-4mol/L 、3HCO -⎡⎤⎣⎦＝

2.00×10-3mol/L 、23CO -⎡⎤⎣⎦＝9.38×10-7mol/L 和-OH ⎡⎤⎣⎦

＝1.00×10-7mol/L ） ● 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()33Fe NO 于1L 具有防止发生固体()3Fe OH 沉淀作用所需最小

H +⎡⎤⎣⎦浓度的水中，假定溶液中仅形成[]2Fe OH +和[]2Fe OH +

，而没有形成

[]422Fe OH +。请计算平衡时该溶液中3Fe +⎡⎤⎣⎦、()2Fe OH +⎡⎤⎣⎦、(

)2Fe OH +⎡⎤⎣⎦、H +⎡⎤⎣⎦和pH 。{3Fe +⎡⎤⎣⎦=6.24×10-5mol/L 、()2Fe OH +⎡⎤⎣⎦

=2.92×10-5mol/L 、()2Fe OH +⎡⎤⎣⎦

=8.47×10-6mol/L 、pH =2.72} ● 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H 2S 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）。（2Cd +⎡⎤⎣⎦＝6.8×10-20mol/L ）

● 已知Fe 3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下：

()2321lg 2.16Fe H O Fe OH H K ++++⇔+=-

()322222lg 6.74Fe H O Fe OH H K ++

+⇔+=- ()()333lg 38so Fe OH s Fe OH K +-

⇔+=- ()324444lg 23Fe H O Fe OH H K -++

+⇔+=- ()43224222lg 2.91Fe H O Fe OH H K ++++⇔+=-

请用pc －pH 图表示()()3Fe OH s 在纯水中的溶解度与pH 的关系。

{()2 1.842p Fe OH pH +⎡⎤=-+⎣⎦ , ()2 2.74p Fe OH pH +⎡⎤=+⎣⎦

, ()419p Fe OH pH -⎡⎤=-⎣⎦ , ()4222 5.1p Fe OH pH +⎡⎤=-⎣⎦

, 334p Fe pH +⎡⎤=-⎣⎦ } ● 已知()0

22222,lg 6.3Hg H O H Hg OH K ++++=-。溶液中存在H +⎡⎤⎣⎦、OH -⎡⎤⎣⎦、2Hg +⎡⎤⎣⎦、()02Hg OH ⎡⎤⎣⎦和4ClO -⎡⎤⎣⎦等形态，且忽略()Hg OH +⎡⎤⎣⎦

和离子强度效应，求1.0×10-5mol/L 的()42Hg ClO ⎡⎤⎣⎦溶液在25℃时的pH 值。

（pH ＝4.7） ● 在pH ＝7.00和33 1.2510/HCO mol L --⎡⎤=⨯⎣⎦

的介质中。HT 2-与固体PbCO 3（s ）平衡，

其反应如下：

()2233,

4.0610PbCO s HT PbT HCO K ----+⇔+=⨯

问作为HT 2-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。 ● 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E h 。（pE

＝13.2，E h ＝0.78V ）

● 在厌氧消化池中和pH ＝7.0的水接触的气体含65％的CH 4和35％的CO 2，请计算pE

和E h 。

● 在一个pH 为10.0的24SO HS ---体系中（25℃），其反应为：

()242984SO H e HS H O l -+-++⇔+

已知其标准自由能0f G 值（kJ/mol ）24SO -：-742.0，HS -

：12.6，()2H O l ：-237.2，水溶液中质子和电子的0f G 值为零。

（1）请给出该体系的pE 0。（pE 0＝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

lg c pE -关系式。

（当pE pE 0，lg 4.0,HS -⎡⎤=-

⎣⎦24lg 852SO pE -⎡⎤=+⎣⎦；当当pE pE 0，24lg 608,lg 4.0HS pE SO --⎡⎤⎡⎤=--=-⎣⎦⎣⎦）

● 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；间接光解；光量子产率；生长物质代谢和工代谢。 ● 某水体中含有300mg/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[a]芘的K ow 为106，请计算该有机物的分配系数。（K ＝4.6×104

）

● 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K a ＝0，碱性催化水解速率常数K b ＝4.9×10-7L/(d ·mol)，中性