环境化学计算题急答案

1.在一个pH为6.5，碱度为1.6×10-3mol/L的水体中，（1）需要加入多少mmol/L的碳酸钠才能使水体的pH上升到8.0？（2）若用NaHO进行碱化，需要加入多少NaHO？解：pH=6.5，碱度=1.6×10-3mol/L；总碱度=CT(α1+2α2)+Kω/[H+]-[H+]=CT/α+Kω/[H+]-[H+]1.6×10-3=CT/1.71+10-14/10-6.5-10-6.5CT=2.74×10-3mol/L用强碱碱化至pH=8.0，CT不变，总碱度=2.74×10-3/1.018+10-6-10-8=2.69×10-3ΔANaOH=2.69×10-3–1.6×10-3=1.09×10-3mol/L用Na2CO3碱化至pH=8.0，设加入Na2CO3量为xmol/L，该过程中，CT→CT+x总碱度=1.6×10-3+2x=（CT+x）/1.018，xNa2CO3=1.07×10-3mol/L2.具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.0，计算[HCO3]、[HCO3-]、[CO3-2]和[HO-]的浓度？解：该条件下，[HCO3-]=碱度=2.00×10-3mol/L在pH=7.00时，[H+]=[HO-]=1.00×10-7mol/L根据；K1=]CO[H]][HCO[H323=4.45×10-7、[H+]和[HCO3-]浓度，求出[H2CO3]=4.49×10-4mol/L据K2=][HCO]][CO[H323=4.68×10-11、[H+]、[HCO3-]浓度，求出[CO32-]=9.38×10-7mol/L3.水A的pH为7.5，其碱度为6.38mmol/L，水B的pH为9.0，其碱度为0.80mmol/L，等体积混合水A和水B，计算混合后水体的pH？解：水A：碱度=6.38mmol/L=[HCO3-]＋2[CO32-]+[OH-]-[H+]=[HCO3-][CO32-]=K2[HCO3-]/[H+]=4.69×10-11×6.38/10-7.5=9.46×10-3mmol/L[H2CO3*]=[H+][HCO3-]/K1=10-7.5×6.38/(4.45×10-7)=0.453mmol/L[OH-]=10-6.5=3.16×10-7mol/L水B：碱度=0.80mmol/L=[HCO3-]＋2[CO32-]+[OH-]-[H+]=[HCO3-]＋2[CO32-]+10-5[CO32-]=K2[HCO3-]/[H+]=4.69×10-11×[HCO3-]/10-9，[CO32-]=0.04mmol/L，[HCO3-]=0.76mmol/L，[OH-]=10-5=0.01mmol/L，[H2CO3*]=0002mmol/L舍去）水B+A：B中的CO32-、OH-与A中的H2CO3反应生成HCO3-，∴混合体系中[H2CO3*]=(0.453-0.04-0.01)/2=0.201mmol/L[HCO3-]=(6.38+0.04×2+0.01+0.76)/2=3.61mmol/L59.724.135.661.3201.0lg35.6]HCO[]COH[lgppH3*321K4.根据Langmuir方程描述吸附作用，假设溶液平衡浓度为3.00×10-3mol/L，溶液中每克悬浮物吸附溶质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0.25×10-3mol/L，计算每克吸附剂可以吸附溶质的限量？解：G=G0×c/(A+c)3303100031000310500...AG3303100011000110250...AGG0=1.00×10-3A=3.00×10-3（mol·L-1g-1）5.从湖水中取深层水的pH为7.0，含溶解氧浓度为0.32mg/L，计算pE和Eh值。解：1/4O2+H++e→1/2H2OpE0=20.75生成物反应物lgpnpEE10根据亨利定律：[O2]=KH·PO2=1.26×10-8·PO2=0.32mg/L×10-3÷32g/mol∴PO2=793.65Pa，pE=pE0+lg[PO2]1/4[H+]pE=20.75+1/4lg[793.65÷(1.013×105)]=13.22，由于pE=(1/0.059)E∴E=0.059pE=0.059×13.22=0.78（V）6.某有毒化合物排入pH为8.4，温度为25℃的水体中，90%的有毒物质被水体悬浮物吸附，已知，酸性水解速率常数KA=0，碱催化水解速率常数KB=.9×10-7L/(mold)，中性水解速率常数Kh=1.6d-1，计算该化合物的水解速率常数？解：Kh=KN+αwKA[H+]+αwKB[OH-]=1.6+0.1(0×10-8.4+4.9×10-7×10-5.6)=1.6d-17.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：总碱度＝KW/[H+]+CT(α1+2α2)-[H+]CT＝2121{[总碱度]+[H+]-[OH-]}令α＝2121当pH在5～9范围内、[碱度]≥10-3mol/L时,[H+]、[OH-]项可以忽略不计,得到简化式：CT＝α[碱度]当pH＝6.5时，查教材P110表得α1＝0.5845，α2＝8.669×10-5，则α＝1.71，CT＝α[碱度]＝1.71×1.6＝2.736mmol/L若加入碳酸钠将水的pH升至8.0，查表得α′＝1.018，此时CT值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-]，则有CT+Δ[CO32-]＝α′｛[碱度]+2Δ[CO32-]｝即2.736+Δ[CO32-]＝1.018｛1.6+2Δ[CO32-]｝解得，Δ[CO32-]＝1.069mmol/L若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0，其CT值并不变化，可得：[碱度]＝CT/α′＝2.736/1.018＝2.688mmol/L碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量：Δ[OH-]＝2.688－1.6＝1.088mmol/L8.在试验水中牡蛎从水体吸收DDT的速率常数为69.09h-1，牡蛎消除DDT的速率常数为4.606×10-3h-1，设水体中DDT浓度为0.01mg/L并保持恒定。求：（1）BCF；（2）牡蛎体内DDT的最大浓度；（3）牡蛎体内DDT浓度达到最大浓度的90%所需时间。解：55101510606.409.69eawfkkccBCFLmgcBCFcwf/101501.0101535tkewafeekckc190.0；ttke510606.41.0ln－；年7.5105149.0ht9.含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0，请计算水中剩余镉调子的浓度(已知CdS的溶度积为7.9×10-27,H2S的一级和二级电离常数分别为8.9×10-8和1.3×10-15)。解：[Cd2+]=Ksp/[S2-]=Ksp[H+]2/(0.1K1K2)将各值代入可得答案为6.8×10-20mol/l