《电厂水处理值班员(第二版)》高级工JS

(11-011)
《电厂水处理值班员（第二版）》高级工
计算题
1. 欲制备c（1/6K2Cr2O7）＝0.1000mol/L的K2Cr2O7溶液500.00mL，需取K2Cr2O7基准试剂多少克?
答案:解：m（K2Cr2O7）＝c（1/6 K2Cr2O7）vM（1/6 K2Cr2O7）
＝0.1000×500.00×10-3×49.03＝2.452g
答：需取K2Cr2O7基准试剂2.452g。

2. 把100mL 98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm3）稀释成20%的硫酸溶液（密度为
1.14g/cm3），问需加水多少毫升?
答案:解：设需加x mL的水，则
100×1.84×98%×10-3＝（100＋x）×1.14×20%×10-3
x＝690.88（mL）
答：需加水690.88mL。

3. 试计算CO＋H2O（气）CO2＋H2这一可逆反应在1073K达到平衡时的平衡常数k值及CO的起始浓度。

已知反应平衡时[CO]＝0.25mol/L，[H2O]＝2.25mol/L，[CO2]＝0.75mol/L，[H2]＝0.75mol/L。

答案:解：反应式为CO＋H2O（气）CO2＋H2
平衡时0.25 2.25 0.75 0.75
k＝[CO2][H2]/{[CO][H2O]}
＝（0.75×0.75）/（0.25×2.25）＝1
由于反应物与生成物的摩尔之比为1:1，即有0.75mol/L的CO被氧化，所以CO的起始浓度为0.25＋0.75＝1.0（mol/L）
答：平衡常数为1，CO的起始浓度为1.0mol/L。

4. 某电光分析天平的零点为－0.2mg，在该天平一称盘上加10mg标准砝码后，微分标尺上的读数为＋9.7mg，问该天平的灵敏度与感量是多少?
答案:解：E＝＝0.99（格/mg）
S＝1/E＝1/0.99＝1.01（mg/格）
答：天平的灵敏度为0.99格/mg，感量为1.01mg/格。

5. 取水样50mL，用0.0500mol/L HCl溶液滴定测碱度，当酚酞由红色转为无色时，消耗滴定液0.65mL，用甲基橙作指示剂继续滴定，当溶液由黄色转为红色时，又消耗滴定液4.19mL，试判断与计算该水样中的碱度成分含量及总碱度值。

答案:解：令P为酚酞碱度，M为甲基橙碱度
P＝（0.05×0.65×103）/50＝0.65（mmol/L）
设V1＝0.65mL,V2＝4.19mL
因为V2＞V1＞0，所以水样中仅有CO32-和HCO3-两种碱度成分。

c（CO32-）＝0.0500×0.65×103＝0.65（mmol/L）
c（HCO3-）＝0.0500×（4.19－0.65）×103÷50
＝3.54（mmol/L）
即M＝4.19＋0.65＝4.84（mmol/L）
答：水样中仅有CO32-和HCO3-两种碱度成分，浓度分别为0.65mmol/L，3.54mmol/L，总碱度为4.84mmol/L。

6. 配制500mL c（1/2H2SO4）＝6mol/L的稀硫酸溶液。

问需用密度为1.84g/cm3浓度为98%的浓硫酸多少毫升?
答案:解：浓硫酸的浓度为
c（1/2H2SO4）＝1000×1.84×98%/49＝36.8（mol/L）
设取浓硫酸的体积V mL，
则6×500＝36.8V
V＝81.5（mL）
答：配制500mL c（1/2H2SO4）＝6mol/L的稀硫酸溶液，要取81.5mL的浓硫酸。

7. 取碱液（NaOH）5mL，用纯水稀释至100mL，并用c（1/2H2SO4）＝0.1000mol/L 标准溶液滴定至终点，消耗标准液14.0mL，计算该碱液的摩尔浓度。

答案:解：设该碱液的摩尔浓度为x mol/L
0.1×14＝5x
x＝0.28（mol/L）
答：该碱液的摩尔浓度为0.28mol/L。

8. 欲配制c（1/6K2Cr2O7）＝0.05000mol/L的溶液500.0mL，问应准确称取基准K2Cr2O7多少克?
答案:解：设应称取基准K2Cr2O7x g
x＝0.05000×（500.0/1000）×（294.2/6）＝1.226（g）
答：应准确称取基准K2Cr2O7 1.226g。

9. 取某一经石灰处理的原水水样50mL，用c（1/2H2SO4）＝0.1mol/L的H2SO4溶液滴定至酚酞指示剂无色，消耗H2SO4 0.35mL，继续滴定至甲基橙呈橙色，又消耗0.2mL H2SO4溶液，试问水中含有何种阴离子，其浓度各为多少？
答案:解：V1＝0.35 mL，V2＝0.2mL，
因为V1＞V2＞0
所以水中只有OH-和CO32-。

c（CO32-）＝0.1×0.2×103/50＝0.4（mmol/L）
c（OH-）＝＝0.3（mmol/L）
答：水中只有OH-和CO32-阴离子，浓度分别为0.4、0.3mmol/L。

10. 用21.4g NH4Cl与过量的消石灰起反应，在标准状况下生成氨气多少升？
答案:解：设生成氨气为V L
2NH 4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
2 2
21.4/53.5 V/22.4
2:2＝（21.4/53.5）:（V/22.4）
V＝（21.4/53.5×2）×22.4÷2＝8.96（L）
答：计生成氨气8.96L。

11. 在催化剂作用下把490g氯酸钾加热使之完全溶解，标准状况下可得氧气多少升？
答案:解：设可得氧气V L
2KClO 32KCl＋3O2↑
2 3
490/122.5 V/22.4
即2:3＝（490/122.5）:（V/22.4）
则V＝（3×490×22.4）÷（122.5×2）＝134.4（L）
答：标准状况下可得氧气134.4L。

12. 有不纯的氯化铵21.4g，溶于水后，加足量硝酸银溶液，生成氯化银沉淀14.34g，求氯化铵的质量分数。

答案:解：设纯的氯化铵为x g
Cl＋AgNO3AgCl↓＋NH4NO3
NH
53.5 143.4
x14.34
则x＝53.5×14.34÷143.4＝5.35
（5.35/21.4）×100%＝25%
答：氯化铵的质量分数为25%。

13. 称取1.721g某种硫酸钙的结晶水合物（CaSO4·n H2O）加热，使之失去全部结晶水，这时硫酸钙的质量是1.361g，试计算1mol结晶水合物中含多少摩尔结晶水。

答案:解：1mol结晶水合物失去水的质量是
[（1.721－1.361）/1.361]×136＝36.0（g）
所以1mol结晶水合物失去水的摩尔数为
36.0/18＝2（mol）
答：1mol硫酸钙结晶水合物中含2mol结晶水。

14. 一台阳离子交换器直径D＝3.0m，树脂层高H＝1.6m，树脂的工作交换容量E ＝800mol/m3，问再生时需用浓度为31%的工业盐酸多少升?
答案:解：V＝（D/2）2πhEM/（1000×31%）
＝（3.0/2）2×3.14×1.6×800×36.5/310
＝1065 （L）
答：再生时需用浓度为31%的工业盐酸1065L。

15. 一台阳离子交换器直径D＝2.5m，再生一次需浓度为31%的工业盐酸1065L。

再生时，盐酸浓度为3%，再生流速v＝5m/h，求进酸时间。

答案:解：再生流量为
（2.5/2）2×3.14×5＝24.5（m3/h）
再生时间为
1065×31%/（24.5×3%×1000）＝0.449h＝27（min）
答：进酸时间为27min。

16. 某厂除盐系统中，强酸阳床入口水碱度为3.5mmol/L，出口水酸度为4.5mmol/L，树脂装载量为8m3，周期制水量为1400t，求该强酸阳树脂的工作交换容量。

答案:解：（3.5＋4.5）×1400÷8＝1400 （mol/m3）
答：该强酸阳树脂的工作交换容量为1400mol/m3。

17. 离子交换器的再生液流速要求大于4m/h（空罐流速）。

现设计再生用喷射器，设计流量为20m3/h，是否能满足2000、2500、3000三种交换器的要求?
答案:解：流速＝流量/截面积
2000交换器的截面积为3.14m2，2500交换器的截面积为4.9m2，3000交换器的截面积为7.1m2。

当喷射器流量为20m3/h时，
2000交换器的流速为20/3.14＝6.36＞4，2500交换器的流速为20/4.9＝4.08＞4，
3000交换器的流速为20/7.1＝2.82＜4。

答：喷射器流量选用20m3/h，只能满足2000、2500交换器要求，不能满足3000交换器要求。

18. 某厂需供除盐水量Q为70m3/h，原水阳离子总量I＝7mmol/L，如果使用工作交换容量E i＝800mol/m3的阳树脂，树脂层高H＝2m，选取交换器运行周期26h（24h运行，2h 再生），计算交换器的直径d。

答案:解：（πd2/4）HE i＝QIt
即0.785×d2×2×800＝70×7×24
d2＝11760/1256＝9.36
d≈3.0 （m）
答：交换器的直径取3.0m。

19. 某阴床入口水中SiO2为6.6mg/L，碱度为0.6mmol/L，残余CO2为0.25mmol/L，周期制水量为2000t，再生一次用40%NaOH 500kg，求碱耗与比耗。

答案:解：碱耗＝（500×40%×1000）/[2000×
（6.6/60＋0.25＋0.6）]＝104.2（g/mol）
比耗＝104.2/40＝2.6
答：碱耗为104.2g/mol，比耗为2.6。

20. 某厂需供5t/h的软化水，设原水的总硬度为5mmol/L，如果使用工作交换容量为
800mol/m3的树脂，且树脂层高2m，交换周期选用24h，计算交换器的直径。

答案:解：设交换器直径为d，则
d2＝5×24×5/（0.785×2×800）＝0.48
d＝0.7（m）
答：交换器直径取0.7m。

21. 一台十级离心泵，当入口压力＝0.21MPa，出口压力＝6.5MPa，入口水温t＝109.32℃，求该泵的总扬程和单级扬程是多少（已知该温度及入口压力下，饱和水密度ρ＝951.2kg/m3，g＝9.81m/s2）？
答案:解：总扬程为
H t＝（－）/ρg
＝（6.5×106－2.1×106）/（951.2×9.81）
＝471.5 （m）
单级扬程
H＝H t/10＝471.5/10＝47.15 （m）
答：该水泵的总扬程为471.5m，单级扬程为47.15m。

22. 一台氢型强酸阳离子交换器的直径为2.5m，采用浓度为1%的硫酸溶液再生，每次再生耗用96%的硫酸400kg，再生时间为1h，求此交换器再生流速为多少?
答案:解：再生液体积
V＝400×96%÷1%＝38.4（m3）
交换器截面积
A＝πd2/4＝0.785×2.52＝4.9（m2）
再生流速v＝V/At＝38.4/（4.9×1）＝7.84（m/h）
答：此交换器再生流速为7.84m/h。

23. 一台阴离子交换器的入口水SiO2含量为6.6mg/L，酸度为0.6mmol/L，CO2为0.25mmol/L，周期制水量为2625t，再生一次耗用40%的液碱500kg，求该交换器的碱耗。

答案:解：[SiO2]＝6.6/60＝0.11（mmol/L）
水中被交换离子的总浓度＝酸度＋[SiO2]＋[CO2]
＝0.6＋0.11＋0.25＝0.96（mmol/L）
碱耗＝碱量/（水量×离子总浓度）
＝（500×40%×1000）/（2625×0.96）
＝79.36（g/mol）
答：该离子交换器的碱耗为79.36g/mol。

24. 某电厂一台机组的功率为200MW，锅炉燃煤平均发热量达28000kJ/kg，若发电效率取30%，试求：（1）该电厂每昼夜要消耗多少吨煤?（2）每发1kW·h的电量要消耗
多少千克煤?
答案:解：功率为200MW机组每小时完成功所需的热量为
200×103×3600＝7.2×108（kJ）
每千克煤实际用于做功的热量为
28000×0.3＝8400（kJ/kg）
则机组每小时耗煤量为
7.2×108/8.4×103＝85.7（t）
每昼夜耗煤量为85.7×24＝2056.8（t），每发1kW·h电量要消耗的煤量为1×3600/（8.4×103）＝0.428（kg）。

答：每昼夜耗煤量为2056.8t，每发1kW·h电消耗0.428kg煤。