环境化学答案(推荐文档)

以下环境化学答案中老师要求我们做的练习有：（第三章26,27,29,30题。第四章第8题。第五章第1题）

P260 第三章 水环境化学

3,4题见课件

5.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,又需加入多少碱？

解:当pH = 7.00时,CO 3-的浓度与 HCO 3-的浓度相比可以忽略,查表pH = 7.00

时, α= 1.224,

则[HCO 3-] = [碱度] = 2.00×10-3mol/l/l 。

[H +] = [OH -] = 10-7 mol/l 。

[HCO 3※] = [H +][HCO 3-]/K 1 = 1.00×10-7×2.00×10-3/(4.55×10-7) = 4.49×

10-4mol/l 。

[CO 3-] = K 2[HCO 3-]/[H +] = 4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7) = 9.38×10-7

mol/l 。

6.（期中考过类似） 若有水A ，pH 为

7.5，其碱度为6.38mmol/L ，水B 的pH 为9.0，碱度为0.80mmol/L ，若以等体积混合，问混合后的值是多少？

解: 查表 pH = 7.5时, α1 = 1.069, pH = 9.0时, α2 = 0.9592;

C T1 = [碱度]×α1 = 6.38×1.069 = 6.82 mmol/l

C T2 = [碱度]×α2 = 0.80×0.959 = 0.767 mmol/l;

L mmol C C C T T T /79.32

77.082.6221=+=+=混合后 L mmol /59.32

80.038.6][=+=碱度 005.159

.379.3][===碱度T C α 查表知pH = 7.58 7.溶解1.00×10-4mol/L 的Fe(NO 3)3于1L 具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最小

[H +]浓度的水中，假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe 3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2+]、[H +]和pH 。

解：由题意知 [Fe 3+] + [Fe(OH)2+] + [Fe(OH)2+] = 1.00×10-4 mol/l ； （1）

[Fe(OH)2+][H +]/[Fe 3+] = 8.9×10-4 (2)

[Fe(OH)2+][H +]2/[Fe 3+] = 4.9×10-7 (3)

SP W K H K Fe OH Fe ==++

-+33333][][]][[ 查表知Fe(OH)3的K SP = 3.2×10-38

代入(1)得[H +] = 1.9×10-3mol/l (pH =2.72)

∴[Fe 3+] = 3.2×104[H +]3 = 3.2×104×1.9×10-3×3 = 6.24×10-5 mol/l ；

[Fe(OH)2+] = 4.9×10-7[Fe 3+]/[H +]2 = 4.9×10-7 K SP [H +]/ K W 3 = 15.68×10-3×1.9×10-3 =

8.47×10-6mol/l ；

[Fe(OH)2+] = 8.9×10-4[Fe 3+]/[H +] = 8.9×10-4 K SP [H +]2/ K W 3 = 28.48×(1.9×10-3)2 =

2.92×10-5mol/l 。

19.已知0

222)(22OH Hg H O H Hg +↔+++，3.6lg -=K 。溶液中存在[H +]、[OH -]、[Hg 2+]、[Hg(OH)20]和[ClO 4-]等形态,且忽略了[Hg(OH) +]和离子强度效应，求 1.0×10-5mol/L 的Hg(ClO 4)2溶液在25℃时的pH 值。

解：Hg 2+ +2H 2O = 2H + + Hg(OH)2 lg K= -6.3 得: K = 10-6..3

][)([][2022++=Hg OH Hg H K 得 ]

)([][10][0223.62OH Hg Hg H +-+= （1） 由物料守恒得：[Hg 2+] + [Hg(OH)20] = 1.0×10-5 mol/l (2)

由电荷守恒得：[H +] + 2[Hg 2+] = [ClO 4-] + [OH -]

∵Hg 2+水解体系显酸性,∴[OH -]＜10-7,与[ClO 4-]的浓度相比可忽略不计。

可得：[H +] + 2[Hg 2+]≈[ClO 4-] = 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。

21. 在pH=7.00和[HCO 3-]=1.25×10-3mol/L 的介质中，HT 2-与固体PbCO 3(s)平衡，其反应如下：23231006.4,)(--

--⨯=+↔+K HCO PbT HT s PbCO 。问作为HT 2-形态占NTA 的分数。

解：已知 PbCO 3(S) + HT 2- = PbT - + HCO 3- K = 4.06×10-2 ][]][:23---=HT HCO PbT K 可得 （1）；由（1）可得：K HCO PbT HT ][]

[][32---= （2）

%99.21025.11006.41025.1][][][][][23

23

3322=⨯+⨯⨯=+=+--------HCO K HCO HT PbT HT ）得：由（ 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E h 。

解：∵水中的溶解氧为：0.32mg/l,故其p O 2 = 0.32×105 Pa

天然水的pE = 20.75 + lg{( p O 2/1.103×105)0.25 ×[H +]}

= 20.75 + lg{(0.32×105/1.103×105)0.25 ×1.0×10-7} = 20.75 + (-0.54－7) = 13.21。

氧化还原式：1/2O 2 + 2H + (10-7mol/l)+ 2e － = H 2O E 0 = 0.815V

根据Nernst 方程式，上述反应可写成：

]

[][Re lg 303.20x h O d nF RT E E -= 在湖中H 2O 可看作是常量,lg([Red]/[Ox]),在方程中为1。

069

.0303.2lg 0

0nE RT F nE K ==根据 得：F = 2.303RT/0.059,将E 0 = 0.815和F = 2.303RT/0.059代入Nernst 方程式得: E h = E 0 － 0.059/2 = 0.815 － 0.03 = 0.785V