水环境化学习题解答-第四章.pdf

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1、第四章习题解答(说明:下文中浓度单位M均表示mol/L)P125题4-12解答:(解题思路课上已讲过,此处不重复。近似计算的解法课堂上已讲过,这里就只给出精确算法求解过程)已知水样pH、[CO2]和碱度,则根据一、二级离解反应平衡式分别有--4-6.35-6.7-4[HCO3]=1.0×10×10/10=2.24×10(M)2--4-10.33-6.7-8-4[CO3]=2.24×10×10/10=2.34×10(M)(相比于[HCO3],不及其1/10)-4-4-4∴碳酸盐总量CT≈1.0×10+2.24×10=3.24×10M,-2-6.7-14-6.7-4碳酸盐

2、对碱度的贡献为[HCO3]+2[CO3]+10-10≈2.24×10(M)-pH调节为8.3时,水样中碳酸盐基本全部以[HCO3]形式存在,此时系统中碳酸盐对碱度的贡献为--8.38.3-14-4-6-4[HCO3]+10-10=3.24×10-1.99×10=3.22×10(M)-4-4因此需要加入的NaOH为(3.22-2.24)×10=0.98×10(M),-4或者加入Ca(OH)2量为0.49×10M-4请思考:①精确计算与简略计算差距为0.02×10(M)(约为2%),如果水样pH初始值接近于7.9,这个差距将如何变化?请自己尝试计算。②本题中水体碱度除了碳

3、酸盐的贡献以外,是否还有其他来源?P125题4-14解答:-7-5C=KP=3.36×10×33.4=1.12×10(M)CO2CO22-由于实际中雨水pH值均在酸性范围内,因此[CO3]的量可以忽略不计,只-需再计算[HCO3]:-++-根据H2CO3HCO3+H,可知[H]=[HCO3]-+-5-6.351/2-6∴[HCO3]=[H]=(1.12×10×10)=2.24×10(M)-5-6-5每升雨水中溶解CO2的量为1.12×10+2.24×10=1.34×10mol。P125题4-15解答:CH112根据克-克方程lg()计算:CR2303

4、.TT112824.12100011lg()∴C1=9.75mg/LC23038314288..2981本题请注意:气体溶于水是放热反应过程,计算过程中H取负值。P125题4-22解答:已知水样的总碱度和pH7.0-2--+2-由碱度=[HCO3]+2[CO3]+[OH]-[H]及pH7.0略去[CO3]对碱度的贡献,可--3得[HCO3]=2.00×10M根据一、二级离解反应方程式分别计算:-7-3-6.35-4[CO2(aq)]=[H2CO3]=10×2.00×10/10=4.48×10M2--3-10.33-7-7[CO3]=2.00×10×10/1

5、0=9.35×10MP125题4-24解答:饱和溶液中CaCO3(分子量为100)浓度为6.9mg/L=0.069mM,其中两种离子浓度分别为0.069mM,则有-32-9-9Ksp=(0.069×10)=4.76×10(接近于手册参考值2.9×10)请注意:计算Ksp的离子浓度单位一定是MP125题4-24解答:H2S的饱和溶液中,[H2S]=0.1M,pH=8.0+2--23根据H2S2H+S,K1K2=1.16×10得体系中2--23-82-7[S]=1.16×10/(10)=1.16×10M,2+2--27-7-20∴[Cd]=Ksp/[S]=7.

6、9×10/(1.16×10)=6.71×10M-203-15=6.71×10×65×10mg/L=4.3×10mg/L远远低于水质I类标准的Cd浓度限定值。P125题4-24解答:-5已知C=0.32mg/L=10M,首先根据氧的溶解度计算氧分压可得O2-5-8-3P=10/(1.28×10)=781Pa=7.7×10atmO201/4-31/4-7根据pEpElg([pH])可计算pE=20.75+lg[(7.7×10)×10]=13.22O2E=13.22×0.0591=0.781V该类题请注意两点:①计算公式要用准确;②查表要注意合适选择参数(如:00P1

7、15表4-15的参数中若选用pE(pH=7.0),则pE已经包含了pH的影响,是001/4给定条件的pE,则不能直接套用最基本的公式pEpElg([pH])进行计O2算,需要对公式进行修正才可用)另外针对教材上给出的亨利常数单位不一、大家计算易混淆的情况,建议大家从物理量单位运算的角度去记忆,确保无误。

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