环境化学复习题讲解。
1 用氯气消毒某饮用水源，处理后水的ph=7.0，并已知hclo的酸离解常数ka=10-7.5，试通过计算来确定消毒杀菌的效果是否良好，假定hclo的杀菌效力为clo-的100倍。
1）ph=7.0时， [clo-]/hclo]=ka/[h+]=10-7.5/10-7.0=0.29
clo-]=0.29[hclo]
=[hclo]/=hclo]/=0.775
也就是说绝大部分（76%）是以杀菌效果好的hclo形态存在，所以有较好的杀菌效果。
2 若在ph=7.0时的用氯剂量（以cl2计）为1mg/l，为达到同样的消毒杀菌效果且处理水的ph=8.5时，问需要多大剂量的cl2？
已知hclo h++clo- ka=2.9*10-8, 并假定hclo效率为clo-的100倍。
解：1)ph=7.0时，[cl2]=1mg/l=0.0143mmol/l,
hclo]+[clo-]=0.0143mmol/l;
ph=7.0时，因[clo-] h+]/hclo] =2.9*10-8, 故[clo-] hclo]=0.29;
令[clo-]=x, 则[hclo]=(1/0.29)*x=3.45x;
clo-]+hclo]=3.45x+x=0.0143, 所以[clo-]=x=0.0032mmol/l
hclo]=3.45x=0.011mmol/l
总毒效=100[hclo]+[clo-]=1.10+0.0064=1.1064 3分。
2) ph=8.5时，代入[clo-] h+]/hclo] =2.9*10-8, 故[clo-] hclo]=9.164;
令[hclo]=y, 则[clo-]=9.164y;
则总毒效=100[hclo]+[clo-]=100y+9.164y=1.1064, 所以y=0.010mmol/l;
所需cl2量[cl2]= hclo]+[clo-]=0.010+9.164*0.010
0.10164mmol/l=7.2mg/l. 4分。
3）所以为达到同样的消毒杀菌效果且处理水的ph=8.5时，需要7.2mg/l的cl2。
3 对温度为250c的地面水样作分析的结果是：总氨浓度ct=10-4.05mol/l，ph=7.
5，并已知nh4+的酸解常数ka=10-9.25,试通过计算确定水中对鱼类有毒性的nh3浓度是否超出0.02mg/l（**地面水水质标准）。
1 解：1）nh4+ nh3++h+， ka=10-9.25
[nh3][h+]}nh4+]=ka 2分。
/=10-9.25 2分
nh3]=0.0016mmol/l=0.0016*17mg/l=0.027mg/l>0.02mg/l 2分。
所以水中对鱼类有毒性nh3浓度超出了**地面水质标准。1分。
4 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, 每克吸附剂吸附溶质0.25*10-3mol/l，问每克吸附剂可吸附溶质的限量是多少？（简单应用c）
解：1）公式 г=mceq/(a+ceq) 2分
2）0.50*10-3=гm3.00*10-3/(a+3.00*10-3) (1) 2分
0.25*10-3=гm1.00*10-3/(a+1.00*10-3) (2) 2分
a) (1) (2)联合求解得 a=3*10-3，吸附限量гm=1.00*10-3mol/l 2分。
5假设有一溶液，含未络合nta浓度为1.00*10-2mol/l, pb(ⅱ)的总浓度为1.00*10-5mol/l, ph=12.50, 问 (综合应用d)
1）溶液中nta将以何种形式存在？
2）[pbt-]与[pb2+]之比率为多大？[pb2+] 为多少？
已知nta的**离解常数k1,k2,k3分别为：1.8*10-2, 1.12*10-3, 5.25*10-11
pb(oh)2 pb2++2oh- (1) ksp=1.61*10-20
pb2++t3- pbt- (2) kf=2.45*1011
解：1）根据离解常数，可大致判断nta主要以t3-形式存在于溶液中，[t3-]=1.00*10-2mol/l；
解： 由（2）式得kf= [pbt-]/pb2+][t3-])
所以[pbt-]/pb2+]=kf*[t3-]=2.45*1011*1.00*10-2=2.45*109 3分。
3)ph= 12.50时，由ksp=[pb2+][oh-]2, 得[pb2+]=ksp/[oh-]2=1.61*10-17mol/l 2分。
6 在厌氧菌作用下，按下列反应在水中产生甲烷，
1/2co2+h++e 1/8ch4+1/4h2o (pe0=2.87), 若水的ph=7.00，又假定pco2=pch4，求水面上氧气分压是多少？
又已知1/4o2+h++e 1/2h2o e0=1.229v (2)
解：1）根据(1)式有 pe1= pe0+1/nlg= pe0—ph=-4.13; 2分。
2）根据（2）式 pe2= pe0+1/nlg [h+]*po21/4}= pe0—ph+1/4lgpo2，2分
3）pe1=pe2, 求得lgpo2=-71.72 3分。
po2=10-71.12大气压=10-71.12大气压*1.031*105pa/大气压=1.96*10-67pa 1分。
7 某水体含有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%，已知苯并芘kow为106，请计算该有机物的分配系数。
解：kp=koc[0.2(1-f)xsoc+fxfoc]
0.63kow[0.2(1-f)xsoc+fxfoc]
8 试从pe 角度解释no2-仅在很窄的范围内存在。已知：
1/2no3-+h+ 1/2no2- +1/2h2o （pe0=14.15）
1/6no2-+4/3h+ +e 1/6nh4+ +1/3 h2o (pe0 =15.14)
解：由（1）式，当[no2-]/no3-]=20时，pe1=pe0+1/2lg[no3-]/no2-]-ph
14.15+1/2lg(1/20)-ph
13.50-ph;
由（2）式，当[no2-]/nh4+]=20时，pe2=pe0+1/6lg[no2-]/nh4+]-4/3ph
15.14+1/6lg20-4/3ph
15.36-4/3ph
15.36-4/3ph;
所以no2-主要存在于13.50-ph>pe>15.36-4/3ph范围内；
如当ph=7.0时，只有当体系的6.50>pe>6.03时，no2-才是主要形态；
9 已知fe3+ +e fe2+, e=0.77v (1)
fe(oh)2 fe2+ +2oh- ,ksp1=6.0 10-15 (2)
fe(oh)3 fe3+ +3oh- ,ksp2=2.0 10 –38 (3)
求 fe(oh)3 + e fe(oh)2(s) +oh- 的pe0值。
解。1) pe(fe(oh)3/fe(oh)2)=pe0(fe(oh)3/fe(oh)2)+lg;
2) pe(fe(oh)3/fe(oh)2)=pe0(fe3+/fe2+)+lg(fe3+/fe2+) pe0(fe3+/fe2+)+lg*
pe0(fe3+/fe2+)+lg(ksp2/ksp1)+lg(1/[oh-])0.77/0.059+lg2.0*10-38/6.0*10-15+ lg(1/[oh-])
-9.43+ lg(1/[oh-])
pe0=-9.43 1分。
10从ph为7.4的水样中测得[cr(ⅲ)0.5nmol/l, [cr(ⅵ)0.3nmol/l, 求处于平衡状态时的pe0值和pe值。已知铬的两种形态间转换反应为：
cro42-+6h++3e cr(oh)2++2h2o; k =1066.1 (1)
解：勤劳的蜜蜂有糖吃。
1） 根据（1）式， pe0=(1/n)*lgk=(1/3)*66.1=22.03 4分。
2） pe=pe0+(1/3)*lg= 7.16 4分。
环境化学计算题答案
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