环境化学计算题答案

发布 2022-06-30 18:40:28 阅读 6616

1. 若一个天然水体的ph为7.0。碱度为1.4 mmol/l,需加多少酸才能把水体的ph降低到6.0?

解二:已知ph=6.0时,α0=0.6920,α1=0.3080,α2=1.444*10-5,α=3.247;

ph=7.0时,α0=0.1834,α1=0.8162,α2=3.828*10-4,α=1.224;

解:查表3-3(p110)α1、α2,α=1.22

ct=1.22×1.4=

当加强酸使ph=6.0,α=3.25,而ct不变时。

碱度=1.71/3.25=

a=1.4-0.526=

2. 含镉废水通入h2s达到饱和并调整ph为8.0,计算水中剩余镉离子浓度。

(kspcds = 7.9 10-27)饱和水溶液中h2s浓度保持在0.1mol/l,h2s离解常数k1=8.

9*10-8,k2=1.3*10-15)

解:饱和时[h2s]≈0.1mol/l

kh2s=[h+]2[s2-]=1.1610-23 ,且ph=8.010-23

s2-]=1.1610-23/ [h+]2 = 1.1610-23/ 1.010-16 =1.16 10-7 mol/l

cd2+]=ksp / s2-] 7.9 10-27 / 1.16 10-7 =6.810-20 mol/l

3. 一个有毒化合物排入ph = 8.4,t = 25c水体中,90%的有毒物质被悬浮物所吸着,已知其ka = 0,kb = 4.

9 10-7 l/(d·mol),kn = 1.6 d-1, 计算化合物的水解速率常数。

解:已知ka=0,[h+]=10-8.4,kn=1.6,kb=4.9×10-7

kh=ka[h+]+kn+kbkw/[h+]=0+1.6+4.9×10-7×10-5.6=1.6(d-1)

4. 在厌氧消化池中和ph = 7.0的水接触的气体含65% ch4和35% co2,计算pe和eh。

6. 某废水中cu2+含量为5.0 mg/l, 经edta处理后,未络合edta为200 mg/l, 体系ph = 11,计算后回答反应平衡时,cu的存在形式。

(已知 cu2+ +y4- =cuy2-, k = 6.3 1018, edta分子量为372)

7. 已知空气中的co2含量为0.0324%(体积),水在25℃时的蒸汽压是0.

03167 × 105 pa,co2的亨利定律常数是3.34 × 10-7 mol/(l·pa)(25c),求co2在水中的溶解度。

h2co3的ka1 = 4.45 × 107

8. 用langmuir方程描述悬浮物对溶质吸附作用,假设溶液的平衡浓度为6.00 × 10-3 mol/l,溶液中每克悬浮物吸附溶质为0.

50 × 10-3 mol/l;当平衡浓度降为2.00 × 10-3 mol/l,溶液中每克悬浮物吸附溶质为0.25 × 10-3 mol/l,问每克吸附剂可以吸附溶质的限量g0和常数a是多少?

10. 已知某耗氧有机物在水体中的降解过程符合一级动力学方程。在25c时测得其降解半衰期为10 d,试计算该有机物在25c时降解90%需要多少时间?

11. 过多的紫外线到达地球表面,将对生物产生有害作用,试通过计算说明310 nm的紫外光能否破坏c-h键?已知c-h键的键能为344.

8 kj/mol,阿佛加德罗常数为6.023 1023,普朗克常数为6.626 10-34 js,光速为2.

998 108 m/s,并进一步说明臭氧层在大气层中的位置和对生物的保护作用。

解: 依据:e=n0×hc/λ=1.196×105/λkj·mol-1

e=1.196×105/300=398.67kj·mol-1

计算结果说明300nm紫外光的能量大于c-h键的键能,所以能够断裂c-h键。

o3层位于大气层中平流层的下部,距地面15-35km处,而距地面25km处浓度最大。

通过上述计算可知紫外线能够破c-h键,所以过多的紫外线到达地球表面时,对生物具有破坏作用,特别是对人类的**。眼睛和免疫系统造成损伤,使**癌患者增多。而臭氧层中的o3分子能够吸收量的紫外线,防止了过多的紫外线到达地球表面,从而保护人类和动、植物的生存,所以臭氧层是生物圈天然的保护伞。

12. 在25c条件下,某胶体对持久性有机物的吸附符合langmuir吸附等温式。当吸附达平衡时该有机物的浓度为5.

62 g/l时,吸附量为5.25 g/g;当吸附达平衡时的硼浓度为6.78 g/l时,吸附量为6.

21 g/g。试求该土壤在实验条件下吸附该有机物的有关常数。

13. 某封闭水体碳酸形态的总浓度ct = 1.0 10-3 mol/l,试计算ph = 9.

0时该水体中的co2(aq)、hco3-和co32-的浓度。已知h2co3的ka1 = 4.45 10-7, ka2 = 4.

69 10-11

14. 已知某有机农药在土壤中的降解反应符合一级动力学方程,其速率常数k = 0.005 d-1,该污染物在土壤中的半衰期是多少?降解75%需要多长时间?

15. 在25c条件下,某土壤对硼的吸附符合freundlich吸附等温式。当吸附达平衡时的硼浓度为0.

78 mg/l时,吸附量为0.89 mg/kg;当吸附达平衡时的硼浓度为6.35 mg/l时,吸附量为4.

60 mg/kg。试求该土壤在实验条件下吸附硼的有关常数。

16. 某一土壤样品对某污染物的等温吸附符合langmuir方程。当吸附达平衡后,平衡液中该污染物浓度为30 mg/l,土壤污染物的吸附量为50 mg/kg;而当平衡液中污染物浓度为10 mg/l,土壤污染物的吸附量为25 mg/kg。

1)求此土壤对该污染物的最大吸附量。

2)相似条件下的实验中,另一土壤样品对该污染物的最大吸附量为70 mg/kg,问哪一种土壤更容易受该污染物的污染?

17. 有一股20c的生活污水,其耗氧反应速率常数k = 0.23 d-1,求经过和20天后水中有机物剩余量的百分数各为多少?

18. 已知干空气中co2的含量为0.0314%,25c时水的蒸气压为0.

0317 105 pa,co2的亨利常数为3.34 10-7 mol/(lpa),h2co3的一级离解常数为4.45 10-7,试根据亨利定律和电离平衡估算未受污染的天然雨水的ph值。

19.已知某需氧有机物在自然降解过程中符合一级反应动力学规律,在25℃时,测得降解半衰期为3 d,试计算该有机污染物在25c时,降解80%需要多少时间?

20. 某水体ph = 7.00,碱度为1.

00 × 10-3 mol/l,计算水体中h2co3、hco3-、co32-和oh-的浓度。若水体ph = 10.00,碱度仍为1.

00 × 10-3 mol/l,上述各形态物质的浓度又是多少?假设其它各种形态对碱度的贡献可以忽略。已知碳酸的 ka1 = 4.

45 × 10-7, ka2 = 4.69 × 10-11。

21. 某一含有0.10 mol/l zncl2溶液,如果只生成一种羟基配合离子znoh+,试计算当溶液出现zn(oh)2时的ph值。

已知:zn(oh)2 zn2+ +2oh-, ksp = 10-17.15

zn2+ +oh- znoh+, kf = 105.70

注:为可逆符号。

22. 某水体中fe2+为56 mg/l,fe3+为56 μg/l,试求水体的pe值。若与该水体平衡的氧分压为10-10大气压,当水体ph为9和6时,能否将fe(ii)氧化为fe(iii)?

已知:25c时,fe3+ +e fe2+ pe = 13.05;

1/4o2(g) +h+ +e 1/2h2o pe = 20.7

fe3++efe2+ pe0=13.05,按照公式e0=2.303*r*t/f*pe0 ,e0=0.771

pe=pe0+ lg[fe3+ ]fe2+ ]13.05+(-3)=10.05。

负极(1)4fe3++4e4fe2+ ,e0=0.771

正极(2)o2+4h++4e=2h2o , e0=1.229

电池反应就是4fe2+ +4h+ +o24fe3+ +2h2o,即溶解氧将fe(ⅱ)氧化为fe(ⅲ)

e0=1.229-0.771=0.458,e= e0+0.059/4lg[ fe2+]^4*[h+]^4*[po2] /fe3+ ]4

把氧分压和ph代入即可,ph=9, e= -0.0435<0不能进行; ph=6, e= 0.1335>0可以进行。

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