水环境化学 计算题课件.ppt

1、第三章第三章 计计 算算 题题 习题习题4 求每升水中需加多少的求每升水中需加多少的Na2CO3，或，或NaOH才才能使水体能使水体pH上升至上升至8.0？分析分析 (1)封闭体系还是开放体系？封闭体系还是开放体系？(2)加碱前后碳酸的主要存在形态？加碱前后碳酸的主要存在形态？(3)加碱后加碱后CT(总碳酸总碳酸)和和AT(总碱度总碱度)的变化？的变化？H2CO3HCO3-CO32-6.3510.334.312.3pH/%封封 闭闭 体体 系系；升升至至由由才才能能使使水水体体的的，或或解解：设设需需要要加加入入0.85.6pmmolammol32HNaOHYCONXTTTACHHHCOCOH

2、HCH 得得到到简简化化式式：时时，范范围围内内，碱碱度度在在或或当当范范围围内内，碱碱度度在在当当。和和时时，水水体体中中主主要要是是当当：碳碳酸酸化化合合态态的的总总量量）求求加加碱碱前前（mol/L1086pmol/L1095p5.6p)5.6p(143332LLCLATT/mmol736.2710.1/mmol6.1710.1/mmol6.1 故故：，查查表表得得：已已知知，变变成成了了而而加加入入的的，解解离离成成了了也也就就是是加加碱碱后后大大部部分分的的存存在在，另另外外还还有有很很少少的的存存在在，那那么么此此时时水水体体中中主主要要以以点点为为由由已已知知可可知知，反反应应的

3、的终终的的量量）求求加加入入（32333232332,0.8p:a2HCOCOHCOCOHCOHHCOHXCONmmol07.126.1018.1736.2018.10.8pmmol2mmol2323332 XXXACHXAXCHCOHCOHCOHCOHTTTT解解得得：）（故故：得得：由由，查查表表得得当当，则则增增加加了了，增增加加了了个个反反应应可可知知，加加碱碱后后，由由上上面面即即：总碱度总碱度HCO3-+2CO32-(不考虑不考虑H+和和OH-)总碱度总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+，则则增增加加了了不不变变，个个反反应应可可知知，加加碱碱后后，由由上上面面即即：，变变

4、成成了了而而加加入入的的，解解离离成成了了加加碱碱后后大大部部分分的的：的的量量）求求加加入入（mmol2Ha323322332YACOHHOHHCOHCOHOHOHHCOCOHYONTT 总碱度总碱度HCO3-+2CO32-（不考虑（不考虑H+和和OH-)mmol09.16.1018.1736.2018.10.8p YYACHTT解解得得：）（故故：得得：由由，查查表表得得当当 习题习题5 已知碱度和已知碱度和pH=7.0，求各种碳酸化合态，求各种碳酸化合态的含量？的含量？分析分析 (1)pH=7时，时，AT HCO3-+2CO32-；(2)由由pH可求得可求得OH-和和H+浓度，浓度，当当

5、pH=7.0，CO32-也可忽略，也可忽略，则，则，AT=HCO3-+2CO32-HCO3-mol/L1000.2 233233 HCOHOHCOHCOAT总碱度总碱度mol/L1035.910mol/L1048.41072333.10323243235.63231 COHCOHCOKCOHCOHHHCOK又又,mol/L100.7p3237 COHHCOOHHH和和此此时时，水水体体中中主主要要是是时时，解解：当当习题习题6 求两溶液等体积混合后的求两溶液等体积混合后的pH？分析分析 (1)已知已知pH和碱度，可求出各自的和碱度，可求出各自的CT1和和CT2；(2)等体积混合后等体积混合后C

6、T为的为的CT1和和CT2平均值；平均值；(3)等体积混合后等体积混合后AT为的为的AT1和和AT2平均值。平均值。323332HCOHCOHCOHCOHmmol/L820.6mmol/L38.6069.1,mmol/L38.6069.15.7p1111 TTTTTCACAHCA得：得：由由已知已知，查表得，查表得当当：的总碳酸的总碳酸）求水）求水解：（解：（mmol/L7674.0mmol/L80.09592.0,mmol/L80.09592.00.9p2222 TTTTTCACAHCB得：得：由由已知已知，查表得，查表得当当：的总碳酸的总碳酸）求水）求水（mmol/L59.32/80.03

7、8.62/mmol/L794.32/7674.0820.62/32121 ）（）（）（）（：和和总总碱碱度度）求求混混合合后后的的总总碳碳酸酸（TTTTTTTTAAACCCAC58.7p057.1054.1069.1057.1p6.75.7p054.1,6.7p HHHH解解得得：由由插插入入法法得得：，查查表表得得当当 057.159.3/794.3/4 TTAC ：）求求混混合合后后的的（7.计算平衡时该溶液中各种计算平衡时该溶液中各种Fe(III)的浓度及的浓度及pH。分析：四个未知数，四个方程即可求解。分析：四个未知数，四个方程即可求解。1.Fe3+的第一步水解，的第一步水解，pK1=

8、2.16；2.Fe3+的第二步水解，的第二步水解，pK2=6.74；3.Fe(III)T=1.0010-4mol/L;4.溶液的电荷平衡。溶液的电荷平衡。mol/L100.3)()(2 34100.1)()(310)(210)(1433223422374.6322216.2321 NOOHNOHOHFeOHFeFeOHFeOHFeFeFeHOHFeKFeHOHFeK：方程方程：方程方程：方程方程：方程方程习题习题13 求吸附剂的最大吸附量？求吸附剂的最大吸附量？uLangmuir 型等温线型等温线Q=Q0C/(A+C)1/Q=1/=1/Q0+(A/Q0)(1/C)Q0单位表面上达到饱和时间的最

9、大吸附量；单位表面上达到饱和时间的最大吸附量；A常数。常数。）（解解得得：）（）（和和已已知知条条件件得得：）（型型吸吸附附等等温温式式解解：由由g/mol1000.11000.1/1000.11025.01000.3/1000.31050.0C/30330333030 LQAQAQACQQL习题习题17 求硫化氢饱和溶液中镉离子的浓度？求硫化氢饱和溶液中镉离子的浓度？分析分析 (1)当水溶液中硫化氢饱和时，其浓度当水溶液中硫化氢饱和时，其浓度 为常数，即为常数，即H2S=0.1mol/L；(2)总电离常数总电离常数K1.2=1.1610-22，求得，求得S2-；(3)溶度积溶度积KSP已知，

10、求得已知，求得Cd2+。mol/L108.61016.1109.7dmol/L1016.1101.01016.18.0pHmol/L,1.0207272272822222.122 SKCHSHKSSHSP由由溶溶度度积积方方程程可可得得：）（由由电电离离反反应应可可得得：并并已已知知中中，解解：在在硫硫化化氢氢饱饱和和溶溶液液习题习题18 作水溶液各种铁形态的作水溶液各种铁形态的pc-pH图？图？分析分析 (1)寻找突破口；由反应寻找突破口；由反应3可得可得Fe3+与与 pH的关系；的关系；(2)由此再求其它形态铁与由此再求其它形态铁与pH的关系。的关系。.p284.1ep10ee14p3ep

11、10e1010e3216.2323343143833依依次次类类推推）（）（可可知知：由由反反应应和和可可知知：解解：由由反反应应HOHFFHOHFHFHFOHHOHF 习题习题19 求已知物质浓度和形态的溶液求已知物质浓度和形态的溶液pH？分析分析 (1)已知反应常数得方程已知反应常数得方程1；(2)根据质量（汞）守恒得方程根据质量（汞）守恒得方程2；(3)根据正负电荷的代数和为零得方程根据正负电荷的代数和为零得方程3。4.7pHmol/L1000.23mol/L1000.2lmol/L1000.1)(g)3(lg2)2()(gg)(g)1(10g)(g5545420223.62202 HO

12、CHOCOHHHOHHHHHHOHHKTT个个方方程程得得：解解上上述述由由已已知知条条件件：由由溶溶液液电电荷荷为为零零可可知知：由由汞汞的的质质量量守守恒恒可可知知：应应可可知知：解解：由由汞汞离离子子的的水水解解反反习题习题25 求求pE和和Eh？分析分析(1)由亨利定律求氧气的分压；由亨利定律求氧气的分压；(2)根据氧气的氧化还原半反应根据氧气的氧化还原半反应pE(P196)；(3)根据根据pE与与Eh的公式求的公式求Eh。VEEEHpEEPPLKOpHOHO78.022.13059.0p059.0p)3(22.13mol/L10atm)10013.110937.7(lg75.20lg

13、pp)2(a10937.7)a(mol/1026.1mol/L32/1032.0/)aq(enry)1(h71/4524/1283-222 定定义义的的推推导导式式可可知知：根根据据：由由水水的的氧氧化化半半反反应应可可知知定定律律可可知知：由由解解：习题习题26 求求pE和和Eh？（见？（见P200）分析分析 (1)根据反应半反应求根据反应半反应求pE；(2)根据根据pE与与Eh的公式求的公式求Eh。87.2)/lg(418181125.0125.024242 pEpHppEpEOHCHeHCOCHCO习题习题27 根据标准自由能求根据标准自由能求pE，作，作lgc-pE图？图？分析分析 (

14、1)由标准自由能与由标准自由能与pE的公式求的公式求pE；(3)根据反应物和产物与根据反应物和产物与pE的关系作图。的关系作图。.10pmol/L101.00S)Slg(8125.4p)/lg(n1pp)2(25.4298314.88303.2mol)/(108.193n303.2p)p(n303.2mol/k8.1930.7426.1241.237)1(4-24-9243 HHSOHHSOEEEJRTGEERTGJGGG，又又得得：生生成成物物反反应应物物由由得得：由由）（）（解解：反反应应物物产产物物 习题习题29 求有机物的分配系数？求有机物的分配系数？45focfsocfoc56owococ106.41.07.005.0)7.01(2.0103.6www)w1(2.02103.61063.063.0)1(KKKKKKPP：）求求分分配配系系数数（：求求标标化化的的分分配配系系数数解解：习题习题30 求化合物的水解速率常数？求化合物的水解速率常数？14.8147whhd6.1)10/10109.40(1.06.1)/(HKKHKKKKWBAN 为为：解解：水水解解速速率率常常数数