环化课后习题答案

1、4. 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：(1) 查表知pH = 6.5时, = 1.710CT = 碱度 = 1.61.710 mmol/l = 2.736mmol/l 。设加入的Na2CO3为n mmol/l查表知：当pH = 8.0时, = 1.018 CT = CT + n -(1) CT = 碱度 -(2) 碱度= 1.6 +2 n -(3)由 (1)、（2）和（3）解得：n = 1.07 mmol/l 。（2）加入NaOH后CT不变 碱度

2、的增加值就应是加入的NaOH的量。A = 碱度 碱度 = 2.688 1.6 = 1.088mmol/l5 具有2.0010-3mol/L碱度的水，pH为7.00，请计算、和的浓度各是多少？（4.4910-4mol/L、2.0010-3mol/L、9.3810-7mol/L和1.0010-7mol/L）解:当pH = 7.00时,CO3-的浓度与 HCO3-的浓度相比可以忽略,查表pH = 7.00时, = 1.224,则HCO3- = 碱度 = 2.0010-3mol/l/l。H+ = OH- = 10-7 mol/l。HCO3 = H+HCO3-/K1 = 1.0010-72.0010-3

3、/(4.5510-7) = 4.4910-4mol/l。CO3- = K2HCO3-/H+ = 4.6910-112.0010-3/(1.0010-7) = 9.3810-7 mol/l。6. 若有水A，pH为7.5，其碱度为6.38 mmol/L，水B的pH为9.0，碱度为0.80 mmol/L，若以等体积混合，问混合后的pH值为多少？（pH7.58）解: 查表 pH = 7.5时, 1 = 1.069, pH = 9.0时, 2 = 0.9592;CT1 = 碱度1 = 6.381.069 = 6.82 mmol/lCT2 = 碱度2 = 0.800.959 = 0.767 mmol/l;

4、 查表知pH = 7.587. 溶解1.0010-4mol/L的于1L具有防止发生固体沉淀作用所需最小浓度的水中，假定溶液中仅形成和，而没有形成。请计算平衡时该溶液中、和pH。=6.2410-5mol/L、=2.9210-5mol/L、=8.4710-6mol/L、pH =2.72解：由题意知 Fe3+ + Fe(OH)2+ + Fe(OH)2+ = 1.0010-4 mol/l； （1） Fe(OH)2+H+/Fe3+ = 8.910-4 (2) Fe(OH)2+H+2/Fe3+ = 4.910-7 (3)查表知Fe(OH)3的KSP = 3.210-38代入(1)得H+ = 1.910-3

5、mol/l (pH =2.72)Fe3+ = 3.2104H+3 = 3.21041.910-33 = 6.2410-5 mol/l； Fe(OH)2+ = 4.910-7Fe3+/H+2 = 4.910-7 KSPH+/ KW3 = 15.6810-31.910-3 = 8.4710-6mol/l； Fe(OH)2+ = 8.910-4Fe3+/H+ = 8.910-4 KSPH+2/ KW3 = 28.48(1.910-3)2 = 2.9210-5mol/l。19. 已知。溶液中存在、和等形态，且忽略和离子强度效应，求1.010-5mol/L的溶液在25时的pH值。（pH4.7）解：Hg2

6、+ +2H2O = 2H+ + Hg(OH)2 lg K= -6.3 得: K = 10-6.3 得 （1）由物料守恒得：Hg2+ + Hg(OH)20 = 1.010-5 mol/l (2)由电荷守恒得：H+ + 2Hg2+ = ClO4- + OH- Hg2+水解体系显酸性,OH-10-7,与ClO4-的浓度相比可忽略不计。可得：H+ + 2Hg2+ClO4- = 210-5 （3）（1）、（2）、（3）联立求解得：H+ = 10-4.7；则pH = -lgH+ = -lg10-4.7 = 4.7。21.解：已知 PbCO3(S) + HT2- = PbT- + HCO3- K = 4.0

7、610-2 （1）；由（1）可得： （2）25. 从湖水中取出深层水，其pH7.0，含溶解氧浓度为0.32mg/L，请计算pE和Eh。（pE13.2，Eh0.78V）解：水中的溶解氧为：0.32mg/l,故其pO2 = 0.32105 Pa天然水的pE = 20.75 + lg( pO2/1.103105)0.25 H+= 20.75 + lg(0.32105/1.103105)0.25 1.010-7 = 20.75 + (-0.547) = 13.21。氧化还原式：1/2O2 + 2H+ (10-7mol/l)+ 2e = H2O E0 = 0.815V根据Nernst方程式，上述反应可写

8、成：在湖中H2O可看作是常量,lg(Red/Ox),在方程中为1。得：F = 2.303RT/0.059,将E0 = 0.815和F = 2.303RT/0.059代入Nernst方程式得:Eh = E0 0.059/2 = 0.815 0.03 = 0.785V 27 在一个pH为10.0的体系中（25），其反应为：已知其标准自由能值（kJ/mol）：-742.0，：12.6，：-237.2，水溶液中质子和电子的值为零。（1）请给出该体系的pE0。（pE04.25）如果体系化合物的总浓度为1.010-4mol/L，那么请给出下图中、和和的关系式。（当pEpE0，；当当pEpE0，）.解：（1

9、）SO42- + 9H+ + 8e = HS- + 4H2O（t） G0 = 12.6 237.24 + 742.0 = 194.2 ( kj)又 G0 = 2.303nRT(pE0)lgK = lgHS- lgSO42- lgH+9lge8又lgK = npE08 pE0 = lgHS- lgSO42- + 910.0 + 8pE lgHS- lgSO42- + 8pE = 84.25 90 = 56 HS- + SO42- = 1.010-410 当 pEpE0 时,溶液给出电子的倾向很高。 HS- C总 = 1.010-4 mol/l。 lgHS- = 4.0 由(1)得lgSO42-

10、= 52 + 8 pE。20当 pEpE0 时, 溶液接受电子的倾向很强。 SO42- C总 = 1.010-4 mol/l。 lgSO42- = 4.0 由(1)得lgHS- = -60 pE。29.解：已知苯并a芘 Kow = 106Koc = 0.63Kow = 0.63106 = 6.3105Kp = Koc0.2(1f)XSOC + fXfOC = 6.30.2(10.7)0.05 + 0.700.10 = 4.610430.解：已知 Ka = 0, H+ = 10-8.4 Kn = 1.6 Kb = 4.910-7Kh = KaH+ + Kn + KbKw/H+ = 0 + 1.6

11、 + 4.910-710-5.6 = 1.6 (d-1)32.解：Koc = 0.63Kow Kp = Koc0.2(1f)XSOC + fXfOC = 0.633.01050.2(10.70)0.02 + 0.700.05 = 6.84103Kh = Kn +w(KAH+ + KBOH-) = 0.05 + 0.42(1.710-8 + 2.610610-6) = 1.14 (d-1)KT = Kh + Kp + KB = 1.14 + 240.02 + 0.2 = 1.82 (d-1)。33 某河段流量Qm3/d，流速为46km/d，T=13.6，耗氧系数K10.94d-1，复氧系数K21

12、.82 d-1，BOD沉浮系数K30.17 d-1，起始断面排污口排放的废水约为10104m3/d，废水中含BOD5500mg/L，溶解氧为0 mg/L，上游河水BOD50 mg/L，溶解氧为8.95 mg/L，求排污口下游6km处河水的BOD5和氧亏值。（BOD520.0mg/L，DO=3.7 mg/L）.解： 由Tomas模型知：L = L0exp-（k1 + k3）x/u = 22.12exp-(0.94+0.17)6103/4.6103 = 19.14mg/l。查表知: 13时,C饱和 = 10.60mg/l ； 14时，C饱和 = 10.37mg/l。由间插法计算13.6时的C饱和。（1）10.60(10.6010.37)6/10 = 10.46 (2) 10.37+(10.6010.37)4/10 = 10.