碳酸钠将水的pH升至8.0，查表得α′＝1.018，此时CT值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-]，则有CT + Δ[CO32-]＝α′｛[碱度] + 2Δ[CO32-]｝即2.736 + Δ[CO32-]＝1.018｛1.6 + 2Δ[CO32-]｝，解得，Δ[CO32-]＝1.069 mmol/L。若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0，其CT值并不变化，可得：[碱度] ＝CT/ α′＝2.736/1.018＝2.688 mmol/L 碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量：Δ[OH-]＝2.688－1.6＝1.088 mmol/L。

5．具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.00，请计算 [H2CO3*]、[HCO3-]、 [CO32-]和[OH-]的浓度各是多少？

当pH = 7.00时，CO32-的浓度与HCO3-的浓度相比可以忽略，查表pH = 7.00时， α= 1.224， 则[HCO3-] = [碱度] = 2.00×10-3 mol/l。 [H+] = [OH-] = 10-7 mol/l。 [H2CO3] = [H+][HCO3-]/K1 = 1.00×10-7×2.00×10-3/(4.55×10-7) = 4.49×10-4mol/l。 [CO32-] = K2[HCO3-]/[H+] = 4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7) = 9.38×10-7 mol/l。

※

6．若有水A，pH为7.5，其碱度为6.38mmol/L，水B的pH为9.0，碱度为0.80mmol/L，若以等体积混合，问混合后的值是多少？

查表 pH = 7.5时， α1 = 1.069， pH = 9.0时， α2 = 0.9592； CT1 = [碱度]×α1 = 6.38×1.069 = 6.82 mmol/l，CT2 = [碱度]×α2 = 0.80×0.959 = 0.767 mmol/l；

混合后CT =(CT1 + CT2) /2=(6.82+0.77)/2=3.79mmol/L，[碱度]=(6.38+0.80)/2=3.59 mmol/L，α= CT1/[碱度]=3.79/3.59=1.005 查表知pH=7.58。

7．溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最小[H+]浓度的水中，假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2+]、[H+]和pH。

由题意知 [Fe3+] + [Fe(OH)2+] + [Fe(OH)2+] = 1.00×10-4 mol/l（1）； [Fe(OH)2+][H+]/[Fe3+] = 8.9×10-4(2)； [Fe(OH)2+][H+]2/[Fe3+] = 4.9×10-7(3)；∵[Fe3+][OH-]3=[Fe3+] KW3/[H+]3=KSP 查表知Fe(OH)3的KSP = 3.2×10-38 代入(1)得[H+] = 1.9×10-3mol/l (∵pH =2.72) ∴[Fe3+] = 3.2×104[H+]3 = 3.2×104×1.9×10-3×3 = 6.24×10-5 mol/l； [Fe(OH)2+] = 4.9×10-7[Fe3+]/[H+]2 = 4.9×10-7 KSP[H+]/ KW3 = 15.68×10-3×1.9×10-3 = 8.47×10-6mol/l； [Fe(OH)2+] = 8.9×10-4[Fe3+]/[H+] = 8.9×10-4 KSP[H+]2/ KW3 = 28.48×(1.9×10-3)2 = 2.92×10-5 mol/l。

8．请叙述水中主要有机和无机污染物的分布和存在形态。

13

9．什么叫优先污染物？我国优先控制污染物包括哪几类？

10．请叙述天然水体中存在哪几类颗粒物？

11．什么是表面吸附作用,离子交换吸附作用和专属吸附作用 并说明水合氧化物对金属离子的专属

14

吸附和非专属吸附的区别。

(1)表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能,因此固液界面存在表面吸附作用.胶体表面积越大,吸附作用越强。

(2)离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子.胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其他阳离子,这种作用称为离子交换吸附作用,属于物理化学吸附.该反应是可逆反应,不受温度影响,交换能力与溶质的性质,浓度和吸附剂的性质有关。

(3)专属吸附:指在吸附过程中,除了化学键作用外,尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号,还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。

(4)水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示： 项目 发生吸附的表面净电荷的符号 金属离子所起的作用 吸附时所发生的反应 发生吸附时要求体系的pH值 吸附发生的位置 对表面电荷的影响 动力学可逆性 专属吸附 -,0,+ 配位离子 配位体交换 任意值 内层 负电荷减少,正电荷增加 不可逆慢过程 非专属吸附 - 反离子 阳离子交换 >零电位点 扩散层 无 快速可逆 12．请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配合反应的区别。

13．用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假定溶液平衡浓度为3.00×10-3mol/L，溶液中每克悬浮固体吸附溶质为0.50×10-3mol/L，当平衡浓度降至1.00×10-3mol/L时，每颗吸附剂吸附溶质为0.25×10-3mol/L，问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少？

14．请说明胶体的凝聚和絮凝之间的区别。

由电介质促成的聚集称为凝聚，由聚合物促成的聚集称为絮凝

15．请叙述水中颗粒物可以哪些方式进行聚集？

16．请叙述水环境中促成颗粒物絮凝的机理。

15

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：

16