17．含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0，请计算水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7.9×10-27）。
18．已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下: Fe3+ + H2OFe3+ + 2H2OFe(OH)3(s) Fe3+ + 4H2O2Fe3+ + 2H2O
Fe(OH)2+ + H+
lgK1＝ - 2.16
Fe(OH)2+ + 2H+ Fe3+ + 3OH-
lgK2＝ - 6.74 lgKso＝ - 38
Fe(OH)4- + 4H+ Fe2(OH)24+ + 2H+
lgK4＝ - 23 lgK＝ - 2.91
请用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系。
（1）K1＝[Fe(OH)2+][H+]/ [Fe3+]＝[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+]2
p[Fe(OH)2+]＝3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1＝2 pH - 1.84 （2）K2＝[Fe(OH)2+][H+]2/ [Fe3+]＝[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+] p[Fe(OH)2+]＝3 lgKW - lgKso + pH - lgK2＝pH + 2.74 （3）Kso＝[Fe3+][OH-]3＝[Fe3+]KW3/[H+]3 p[Fe3+]＝3 lgKW - lgKso + 3 pH＝3 pH - 4
（4）K4＝[Fe(OH)4-][H+]4/ [Fe3+]＝[Fe(OH)4-][H+]KW3/ Kso p[Fe(OH)4-]＝3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH＝19 - pH
（5）K＝[Fe2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2＝[Fe2(OH)24+]KW6/ Kso2[H+]4 p[Fe2(OH)24+]＝6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH＝4 pH - 5.09
用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系如图
19．已知Hg2??2H2O?2H??Hg(OH)2，溶液中存在[H+]、[OH-]、[Hg2+]、[Hg(OH)20]lgK??6.3。
0和[ClO4-]等形态,且忽略了[Hg(OH) +]和离子强度效应，求1.0×10-5mol/L的Hg(ClO4)2溶液在25℃时的pH值。
lg K= -6.3 得: K = 10-6.3, K = [H+]2[Hg(OH)20]/ [Hg2+] 得[H+]2= 10-6.3[Hg2+]/[Hg(OH)20] (1)；
由物料守恒得：[Hg2+] + [Hg(OH)20] = 1.0×10-5 mol/l (2)；
由电荷守恒得：[H+] + 2[Hg2+] = [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+] + 2[Hg2+]≈[ClO4-] = 2×10-5 (3)；
（1）、（2）、（3）联立求解得：[H+] = 10-4.7；则pH = -lg[H+] = -lg10-4.7 = 4.7。
20．请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用。
21．在pH=7.00和[HCO3-]=1.25×10-3mol/L的介质中，HT2-与固体PbCO3(s)平衡，其反应如下：
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PbCO3(s)?HT2??PbT??HCO3,K?4.06?10?2 问作为HT2-形态占NTA的分数。
?
22．请叙述有机配体对重金属迁移的影响。 23．什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。
24．有一个垂直湖水，pE随湖的深度增加将起什么变化？
25．从湖水中取出深层水，其pH=7.0，含溶解氧浓度为0.32mg/L，请计算pE和Eh。
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26．在厌氧消化池中和pH=7.0的水接触的气体含65%的CH4和35%的CO2，请计算pE和Eh。 27．在一个pH为10.0的SO42-—HS-体系中（25℃），其反应为：
SO42??9H??8e?HS??4H2O(l)
已知其标准自由能Gf0值（kJ/mol）SO42-：-742.0，HS-：12.6，H2O(l):-237.2，水溶液中质子和电子的Gf0值为零。
⑴请给出该体系的pE0。
⑵如果体系化合物的总浓度为1.0×10-4mol/L，那么请给出下图中①、②、③和④的lgc-pE关系式。
28．解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢.
(1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程(溶解),即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,并经过一定时间达到分配平衡,此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数.
(2)标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关,以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数.
(3)辛醇-水分配系数:有机化合物的正辛醇-水分配系数(KOW)是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度
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的比值.它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力,是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数.KOW与化合物的水溶性,土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关.
(4)生物浓缩因子:有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比. (5)亨利定律常数:通常可理解为非电解质稀溶液的气-水分配系数. (6)水解速率:反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数. (7)直接光解:化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应.
(8)光量子产率:分子被活化后,它可能进行光反应,也可能通过光辐射的形式进行\去活化\再回到基态,进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率.
(9)生长物质代谢和共代谢:生物降解过程中,一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物,这称为生长物质代谢.某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象称为共代谢.
29．某水体中含有300 mg/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[α] 芘的Kow为106，请计算该有机物的分配系数。
已知苯并[α]芘 Kow = 106 Koc = 0.63Kow = 0.63×106 = 6.3×105 细颗粒(粒径<50μm)质量分数：f=0.7，粗沉积物组分的有机碳含量XsOC=0.05，细沉积物组分的有机碳含量XfOC=0. 10，所以，颗粒物与水之间的分配系数：
Kp = Koc[0.2(1－f)XsOC + fXfOC] = 6.3×[0.2(1－0.7)×0.05 + 0.70×0.10] = 4.6×104
30．一个有毒化合物排入至pH=8.4，T=25℃水体中，90%的有毒物质被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性催化水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol)，中性水解速率常数Kn=1.6d-1,请计算化合物的水解速率常数。
已知 Ka = 0, [H+] = 10-8.4，Kn = 1.6，Kb = 4.9×10-7，如果考虑到颗粒物的吸附作用，则水解速率常数可写为： Kh = Kn +aw(Ka[H+] + KbKw/[H+]) =1.6 + 0.1×(0+4.9×10-7×10-5.6) = 1.6 (d-1) (aw:有机化合物溶解态分数)
31．某有机污染物排入pH=8.0，T=20℃的江水体中，该江水中含悬浮颗粒物500mg/L，其有机碳含量为10%。
⑴若该污染物分子量为129，溶解度为611 mg/L，饱和蒸汽压为1.21Pa(20℃)，请计算该化合物的亨利定律常数（Pa.m3/mol），并判断挥发速率是受液膜控制或气膜控制。
⑵ 假定Kg=3000cm/h，求该污染物在水深1.5m处挥发速率常数（Kv）。
32．某有机污染物溶解在一个含有200 mg/L悬浮物、pH=8.0和T=20℃水体中，悬浮颗粒物中细粒为70%，有机碳含量为5%，粗颗粒有机碳含量为2%，已知此时该污染物的中性水解速率常数Kh=0.05d-1, 酸性水解速率常数Ka=1.7 L/(d.mol)，碱性催化水解速率常数Kb=2.6×106L/(d.mol)，光解速率常数Kp=0.02 h-1,污染物的辛醇-水分配系数KOW=3.0×105，并从表中查到生物降解速率常数KB=0.20 d-1，忽略颗粒物存在对挥发速率和生物降解速率的影响，求该有机污染物在水体中的总转化速率常数。
Koc = 0.63Kow，Kp = Koc[0.2(1－f)XsOC + fXfOC] = 0.63×3.0×105 [0.2(1－0.7)×0.02 + 0.70×0.05] = 6.84×103
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有机化合物溶解态分数: aw=Cw/CT=1/(1+KpCp)=1/(2.00×10-6×6.84×103)=0.422，水解速率常数可写为：Kh = Kn +aw(Ka[H+] + Kb[OH-]) =0.05+ 0.422×(1.7×10-8+2.6×106×10-6) = 1.15 (d-1)
所以KT=Kh +KP+KB =1.15+24×0.02+0.20=1.83 (d-1)
33．某河段流量Q=2160000m3/d，流速为46km/d，T=13.6℃，耗氧系数K1=0.05d-1，复氧系数K2=1.82d-1，BOD沉浮系数K3=0.17d-1，起始断面排污口排放的废水约为10×104 m3/d，废水中含BOD5500mg/L，溶解氧为0 mg/L，上游河水中BOD5为0mg/L，溶解氧为8.95 mg/L，求排污口下游6km处河水中的BOD5和氧亏值。
34．请说明湖泊富营养化预测模型的基本原理。
35．请叙述有机物在水环境中的迁移,转化存在哪些重要过程.
(1)负载过程:污水排放速率,大气沉降以及地表径流引入有机毒物至天然水体均将直接影响污染物在水中的浓度.
(2)形态过程:①酸碱平衡:天然水中pH决定着有机酸或碱以中性态存在的分数,因而影响挥发及其他作用.②吸着作用:疏水有机化合物吸着至悬浮物上,由于悬浮物质的迁移而影响它们以后的归趋.
(3)迁移过程:①沉淀-溶解作用:污染物的溶解度范围可限制污染物在迁移,转化过程中的可利用性或者实质上改变其迁移速率.②对流作用:水力流动可迁移溶解的或者被悬浮物吸附的污染物进入或排出特定的水生生态系统.③挥发作用:有机污染物可能从水体进入大气,因而减少其在水中的浓度.④沉积作用:污染物被吸附沉积于水体底部或从底部沉积物中解吸,均可改变污染物的浓度.
(4)转化过程:①生物降解作用:微生物代谢污染物并在代谢过程中改变它们的毒性.②光解作用:污染物对光的吸收有可能导致影响它们毒性的化学反应的发生.③水解作用:一个化合物与水作用通常产生较小的,简单的有机产物.④氧化还原作用:涉及减少或增加电子在内的有机污染物以及金属的反应都强烈地影响环境参数.
(5)生物累积过程:①生物浓缩作用:通过可能的手段如通过鱼鳃的吸附作用,将有机污染物摄取至生物体.②生物放大作用:高营养级生物以消耗摄取有机毒物进入生物体低营养级生物为食物,使生物体中有机毒物的浓度随营养级的提高而增大.请叙述有机物水环境归趋模式的基本原理。
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《环境化学》戴树桂（第二版）课后习题全部答案（含大纲和目录超齐全，考研必备干货） - 图文
