第三章水溶液的溶解平衡（过关检测） 一、选择题（单选，每小题3分，共48分） 1．（2020年北京西城高二期末检测）下列物质水溶液呈碱性的是 A．NH4Cl B．NaCl C．CuSO4D．Na2CO3 答案 D 2．（2020年北京西城高二期末检测）下列有关水处理的离子方程式书写不正确 ．．．的是A．沉淀法：用Na2S处理含Hg2+废水，Hg2++S2-==HgS↓ B．中和法：用生石灰（CaO）中和酸性废水，H++OH-==H2O C．氧化法：用HClO处理氨氮废水，2NH4++3HClO==N2↑+3H2O +5H++3Cl- D．混凝法：用明矾凝聚沉降细颗粒物，Al3++3H 2O Al(OH)3+3H+ 答案 B 3．甲酸(HCOOH)是一种一元弱酸，下列性质中可以证明它是弱电解质的是( ) A．常温下，1mol·L－1甲酸溶液中的c(H＋)约为1×10－2mol·L－1 B．甲酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳 C．10mL1mol·L－1甲酸溶液恰好与10mL1mol·L－1NaOH溶液完全反应 D．甲酸溶液与锌反应比强酸溶液与锌反应缓慢 答案 A 4．水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．图中对应点的温度关系为a＞b＞c B．纯水仅升高温度，可从a点变到c点 C．水的离子积常数K w数值大小关系为b＞c＞d D．在b点对应温度下，0.5mol·L－1的H2SO4溶液与1mol·L－1的KOH溶液等体积混合，混合后c(H＋)＝1×10－7mol·L－1 答案 C
5、下列说法正确的是( ) A．pH＝6的溶液一定显酸性 B．常温下由水电离的c(OH－)为1×10－8mol·L－1的溶液一定呈酸性 C．c(H＋)＜c(OH－)的溶液一定显碱性 D．c(OH－)＝1×10－6mol·L－1的溶液一定呈碱性 答案 C 6、.酸碱恰好完全中和时( ) A.酸与碱的物质的量一定相等 B.溶液呈现中性 C.酸与碱的物质的量浓度相等 D.酸所能提供的H＋与碱所能提供的OH－的物质的量相等 答案 D 7．（2020年北京西城高二期末检测）已知HClO和H2CO3电离平衡常数： 不正确 ．．．的是 A．向NaClO溶液中通入过量CO2：CO2＋NaClO＋H2O==NaHCO3＋HClO B．向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2＋2NaClO＋H2O==Na2CO3＋2HClO C．向Na2CO3溶液中滴加过量氯水：CO32-＋2Cl2＋H2O==2Cl-＋2HClO＋CO2↑ D．向NaHCO3溶液中滴加过量氯水：HCO3-＋Cl2==Cl-＋HClO＋CO2↑ 答案B 8．.下列说法正确的是( ) A.将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧，所得固体成分相同 B.配制FeSO4溶液时，将FeSO4固体溶于稀盐酸中，然后稀释至所需浓度 C.用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3＋ D.为抑制Fe3＋的水解，较好地保存FeCl3溶液，应加少量盐酸 答案 D 9．下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是( ) A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度：KMnO4——浅红色 B.利用“Ag＋＋SCN－===AgSCN↓”原理，可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度：Fe(NO3)3——浅红色
化学选修四第三章水溶液中的离子平衡练习题 一、选择题 1．物质的量浓度相同的三种钠盐，NaX 、NaY、NaZ的溶液，其pH依次为8、9、10，则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是 、HZ、HY 、HY、HX 、HY、HZ 、HZ、HX 2．25℃时，相同物质的量浓度①KNO3 ②NaOH ③NH4Ac ④NH4Cl 溶液中，水的电离度由大到小排列顺序正确的是 A.①>②>③>④ B.④>③>①>② C.③>④>②>① D.③>④>①>② — 3．常温下，下列溶液中各组离子一定大量共存的是 A．使甲基橙呈红色的溶液中：Na+、AlO2—、NO3—、CO32— B．c(ClO－)＝mol·L－1溶液：Na+、SO32－、S2－、Cl－ C．含有mol·L－1的溶液：Na＋、Fe3＋、、SCN－ D．＝mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、CO32-、NO3— 4．已知常温下，AgBr的K sp＝×10－13mol2·L－2、AgI的K sp＝×10－17mol2·L－2下列说法正确的是: A．常温下AgI水溶液中，Ag＋和I－浓度的乘积是一个常数 B．常温下，在任何含AgI固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(I－)且Ag＋与I－浓度的乘积等于×10－17mol2·L－2 （ C．常温下，将1mL ×10－2mol/L的KI与AgNO3溶液等体积混合，则生成AgI 沉淀所需AgNO3溶液的最小浓度为×10－14 mol/L D．向AgI饱和溶液中加入AgBr固体，c(I－)不变，K sp值不变 5．用标准的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，下列操作不会引起实验误差的是 A．用蒸馏水洗净酸式滴定管后，装入标准盐酸进行滴定 B．用蒸馏水洗净锥形瓶后，再用NaOH溶液润洗，后装入NaOH溶液进行滴定 C．用碱式滴定管取mL NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中，再加入适量蒸馏水进行滴定 D．用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时即停止加盐酸 6．25 ℃时，在mol·L－1的硫酸溶液中，水电离出的H＋浓度是 ， A．5×10－13 mol·L－1B．mol·L－1 C．1×10－7 mol·L－1D．1×10－12 mol·L－1 7．下列说法正确的是
资源环境 节能减灾 与s/cm ，它不仅反映了水中例子强度，还可以指示总 例子组成以及溶解态的无机物组成。2.1.3水中溶解氧 地下水水体中元素在三相中转化，同水中的氧化还原反映强度有很大关系，水中溶解氧的浓度直接反映生态环境的 节能技术改造节能汇总表 4结论 项目改造前公司2009年2座混合式一段煤气发生炉耗煤53900t/a （热值7200kcal/kg 的高热值块煤，折标煤55441tce/a ），5座链排式燃煤喷雾干燥塔粉煤67231.8t/a （热值5780kcal/kg ，折标煤55514.3tce/a ），合计烧成热耗110955.3tce/a （相当于5000kcal/kg 的原煤155336t/a ），产品烧成单耗为4.5287kgce/m 2；水消耗量为88.7949万m 3/a ，电消耗量4988.81万kwh/a 。 煤气炉改造后烧成单耗下降为3.53985kgce/m 2，公司用5000kcal/kg 的原煤121419.865t/a ，煤气炉改造节煤折标煤 24226.825tce/a （相当于5000kcal/kg 的原煤33916.135t/a ），改造后用电4397.3156万kwh/a ，项目改造节电591.4944万kwh/a,项目改造节能折标煤26297tce/a 。 煤气发生炉气化后的炉渣基本不含可溶性的有害物，对环境不会造成危害，可以用于铺路、制砖。 由以上所述，本项目改造完成后，公司可年节约原煤折标煤24226.825tce/a ；建成后的环保效益显著，从源头上削减烟尘和SO 2等污染物，明显改善周边的环境。参考文献： [1]高力明.陶瓷工业的燃烧技术进步与节能减排[J ].中国陶瓷 工业,2008,15(4)∶1-6. [2]杨洪儒,苏桂军,曾明峰.我国建筑卫生陶瓷工业能耗现状及 节能潜力研究[J ].陶瓷,2005,11:9-20. [3]骆晓玲,徐坤山.煤气发生炉工作原理的研究[J ].煤炭工程, 2009,8:98-100 [4]顾群音.煤气发生炉气化过程分析与提高煤气品质的技术 措施[J ].上海理工大学学报,2006.1:99-102.
1、下列说法中正确的是（） A、能溶于水的盐是强电解质，不溶于水的盐是非电解质； B、强电解质溶液中不存在溶质分子；弱电解质溶液中必存在溶质分子； C、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物，也一定是强电解质； D、Na2O2 和SO2 溶液于水后所得溶液均能导电，故两者均是电解质。 2、下列说法中错误的是（） A、非电解质一定是共价化合物；离子化合物一定是强电解质； B、强电解质的水溶液一定能导电；非电解质的水溶液一定不导电； C、浓度相同时，强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强； D、相同条件下，pH 相同的盐酸和醋酸的导电性相同。 3、物质的量浓度相同的盐酸、硫酸和醋酸溶液，pH 最小的是，pH 最大 的是；体积相同时分别与同种NaOH 溶液反应，消耗NaOH 溶液的体积大小关系为。 4、pH 相同的盐酸、硫酸和醋酸溶液，物质的量浓度最小的是，最大的 是；体积相同时分别与同种NaOH 溶液反应，消耗NaOH 溶液的体积大小关系为。 +)为乙5、甲酸和乙酸都是弱酸，当它们的浓度均为0.10mol/L 时，甲酸中的 c(H 酸中c(H +)的3 倍，欲使两溶液中c(H+)相等，则需将甲酸稀释至原来的 3 倍（填“<”、“>”或“=”）；试推测丙酸的酸性比乙酸强还是弱。 6、试比较pH=3 的HAc 、pH=4 的NH4Cl、pH=11 的NaOH、pH=10Na2CO3 四种 溶液中水的电离程度从大到小的顺序是。 -12 7、已知100℃时，水的K W=1×10 ，则该温度下 （1）NaCl 的水溶液中[H +]= ，pH = ，溶液呈性。（2）0.005mol/L 的稀硫酸的pH= ；0.01mol/L 的NaOH 溶液的pH=
第三章 水环境化学 1、 请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H 2CO 3*]、[HCO 3-]和[CO 32-]的表达式，并讨论 这两个体系之间的区别。 解: 开放体系，考虑到CO 2在气液相之间的平衡，[H 2CO 3*] 不变 根据亨利定律： [CO 2(aq)] = K H Pco 2 lg[H 2CO 3*] ≈ lg[CO 2(aq)] = lg K H + lg Pco 2 = - 4.9 lg[HCO 3-] = lg K 1 + lg [H 2CO 3*] + pH = -11.3 + pH lg[CO 32-] = lgK 1 + lgK 2 + lg[H 2CO 3*] + 2pH = -21.6 + 2pH *][][][*][]][[32133231CO H H K HCO CO H HCO H K +--+== *][] [][*] [] [][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+?== ?][][][233*32- -++=CO HCO CO H C T 是常数。 的总和为各种碳酸化合态浓度假设,T C T C HCO ??????-=31αT C CO ??????-=232αT C CO H ??? ???*=320α12 2122)][][1(-+ ++=K H K K H α1211)][][1(-++++=H K K H α122110)][][1(-++++=H K K H K α*][][][*][]][[32133 231 CO H H K HCO CO H HCO H K +-- +==*][][][*][][][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+?==?] [][][][2 1233* 32+--H K K CO HCO C CO H T 和含有的表示式，，为变量表示以:,][],[*],[21023332得到，，代入把αααT C CO HCO CO H --
浅述地下水水化学特征分析方法研究 发表时间：2012-12-20T09:33:38.530Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年9月供稿作者：丁时晨[导读] 地下水是地质环境构成要素中最为活跃、动态变化最为剧烈的要素之一。丁时晨江苏地矿局第五地质大队 221004 摘要：地下水是地质环境构成要素中最为活跃、动态变化最为剧烈的要素之一，最重要的方式就是对地下水物理特性及水化学特征进行分析，地下水化学特征分析常用描述方法有矿化度、化学组分、同位素分析、污染源分析、氨氮含量、重金属含量等，为资源保护和生态文明提供决策支持。 关键词：水文地质；地下水; 水化学性质；水化学特征；特征分析近年来，研究地下水水化学特征以及进行地下水水质评价已经成为水文地质界比较热得话题，国内外众多学者都采用不同的方法对不同地区进行水质评价和水化学特征研究，促进了地下水科学的极大发展。地下水化学特征受补给来源，地球化学，排水系统，表层厚度，大气和土壤以及人类活动的共同影响，表现出时间和空间异质性特征。地下水在岩石圈运移过程中不断的与岩石发生化学反应，并与大气圈和生物圈进行长期的水循环过程，同时也进行着化学成分转化，随着人类活动在地球表面系统圈进一步深度的发展，人为因素也对地下水产生重要的影响。地下水水化学特征一般从水文地质和化学特征两个方面进行说明，水文地质调查一般从现场勘查可以对地质状况有个比较清晰地认识，对于地下水水化学特征则需要现场检测和实验分析过程进行了解。 1 地下水的化学性质 矿化度:存在于地下水中的离子、分子及化合物的总含量称为地下水的矿化度。矿化度是反映地下水化学成分的主要指标一般情况下,地下水随着矿化度的变化，所占主要离子的种类也相应改变。低矿化度的淡水常以HCO3-为主要成分，中矿化度的盐质水常以SO42-为主要成分，高矿化度的咸水和卤水则常常是以Cl-为主要成分。酸碱度水的酸碱度常以PH值表示，是水中氢离子浓度的负对数值，当PH=7时，说明水为中性;当PH<7时，说明水呈酸性，当PH>7时，说明水呈碱性。硬度水中Ca2+和Mg2+的含量多少用“硬度”概念表示。水中所含Ca2+和Mg2+的数量称为水的总硬度。 2 地下水水化学分析指标 2.1 地下水水化学特征现场观测 地下水物理性质与所含化学成分密切联系，在一定程度上反映地下水的化学成分与形成环境。因此，在进行地下水化学成分研究时，首先要研究地下水的物理性质。 2.1.1 温度监测 自然界许多化学变化都是在一定温度下才能发生的，温度对水体中的化学元素的浓度和存在状态都有一定的影响，甚至表层地下水对气候的干湿冷暖都有响应。地下水温度对气温的响应一般都存在一个滞后期且变化幅度可能会是微弱的。 2.1.2 电导率监测 电导率是地下水传送电流的能力，它和电阻值相对应，测量单位为，它不仅反映了水中例子强度，还可以指示总例子组成以及溶解态的无机物组成。 2.1.3 水中溶解氧 地下水水体中元素在三相中转化，同水中的氧化还原反映强度有很大关系，水中溶解氧的浓度直接反映生态环境的状况。 2.1.4 PH值监测 地下水的PH值（即酸碱度）主要取决于地下水中的H+浓度，是制约元素迁移和沉淀的主要条件。水中的PH值能够直接影响迁移强度大的元素。 2.2 地下水水化学特征实验分析 2.2.1 矿化度 水中化学组分含量的总和称为总矿化度。地下水在运移过程中通过淀滤，蒸发和沉积作用，使得地下水矿化度发生变化。天然水按矿化度的分类，矿化度在0.000—1.000g/L之间的为淡水；矿化度在1.000—3.000g/L之间的为微咸水；矿化度在3.000—10.000g/L之间的为咸水；矿化度在10.000—100.000g/L之间的为盐水；矿化度在＞100.000g/L之间的为卤水；按照各个划分标准可以对研究区地下水性质进行划分。 2.2.2 化学成分分析 化学成分主要是研究地下水多汗阴阳离子浓度，主要的例子监测室以K+,Na+，Ca2+，Mg2+为主；阴离子主要以Cl-，SO42-，PO43-,NO3-,HCO3-为主。阴离子和阳离子一起不仅可以反映水体的化学组成，还可以进一步揭示不同端元对研究水体的影响。（Stallard，1983）利用Piper三线图的方法可以得出水化学类型。此种方法可以看出地下水与岩石耦合发生反应得岩石类型。主要影响地下水的矿物主要是方解石，白云石，石膏等，天然情况下阳离子Ca2+，Mg2+和阴离子HCO3-和SO42-空地下空间变化来源于水岩作用中对岩石溶解，据此可以推算出相关的溶解率等指标。其中还要有降水对其离子变化的贡献。人类生产生活对地下水Ca2+，Mg2+，HCO3-和SO42-扰动也比较大。 K+,Na+和NO3-，SO42-，Cl-离子主要来源于除降水之外还要受到花费，人畜粪便，生活废水等。 Cl-被认为是具有惰性的离子，它既不容易吸附在黏土上，也不容易产生氯化物沉淀，除非其浓度超过200g/L。单纯雨水中Cl-来自海洋，随距海洋距离越远其浓度呈指数级衰减，运移过程中受到大陆上空尘埃和气体（天然的和工农业生产）影响会改变雨水中Cl-浓度。Cl-在地下运移中不会在透水层停留就不会明显产生Cl-。 2.2.3 同位素在水化学特征分析中应用 人气降水卞要来源于海水蒸发形成的蒸汽团，故人气降水的同位素组成特征取决于海水的同位素组成及海水蒸发冷凝中同位素的分馏作用，它决定了人气降水形成初期氢氧同位素组成特征，即人气降水的 D和 18O成线性关系。大气降水形成后，其氢氧同位素组成特征在其空间运移上还会随着温度和空间变化产生新的效应，即温度效应、纬度效应、高程效应和降水量效应。1991年原地矿部水文地质工程地质研究所得出西南地区降水线方 D=7.87 18O+11.09。
第九章各类天然水体的水化学概况 天然水在自然界中的分布和循环，构成地球的水圈，水圈为地球表面和接近地球表面的各类水的总称。天然水的总水量近14亿km3, 地球表面积的三分之二被其所覆盖。天然水在流动与循环过程中接受了周围环境的各种杂质，形成不同水系。按天然水形成、形态与性质的特点，可划分为河水、湖（库）水、地下水、大气降水(雨水、雾、雪、霜、雹等)及海水五大类。各类天然水均具有各自的特点，即使同类水体，其水质状况也不尽相同。这是由于水体所处的环境条件，如气象、气候、地理、地质、人类生产与生活用水和排废、各种生物的生命代谢活动等均会影响水质。本章将简要叙述各种类型天然水体的水化学概况及相关概念。 第二节河水 一、河流水化学基本特点 河流是大气降水径流和出露地面的地下水径流在地表线性凹地汇集而成的水体，河流是自然界水分循环的组成部分及水量平衡的组成要素。其具有集水流域面积广、敞开、流动等特点。河流水质与土壤、岩石、植被、气候及河水的补充水源等状况有关，和人类活动有关，特别是与水中生物生命代谢活动直接相关。河流是水圈中最为活跃的部分，由于其流动所涉及的面积较为广阔，流动过程中接触的环境较复杂，且多样性，故河水化学组成具多样性和易变性的特点，不同地区河流与同一河流的不同季节、不同河段，其河水化学成分都可能有较大差异。通常河流的水化学有以下基本特点： 1、溶解有丰富的气体 因河水处于运动状态，与空气接触充分，溶有空气中的各种气体，溶解氧气和氮气较丰富，含量近为饱和。未污染河流中生物不多，溶解氧等气体的含量主要受温度和气压影响。 夏季大型水库溢洪放水时，放出大量温度低且为溶解气体所饱和了的库水，这些水在大坝以下河道中如温度迅速上升，可能造成水中溶解气体过饱和。 2、河水化学组成与含盐量 （1）主要离子世界各地河水所含主要离子种类相同，阳离子为：Ca2+、Mg2+、Na+、、K+，阴离子为：HCO3- CO32-、SO42-、Cl-，即通常所说八大离子。世界河水平均化学组成、我国及世界部分河流主要离子含量和分别列于表9-3、9-4与9-5。多数河流主要离子中以HCO3-和Ca2+含量最高，水质属碳酸盐类钙组。在含盐量较高河水中，水质类型可能与前者不同，存有硫酸盐类或氯化物类钠组类型水质。较多河水中主要离子含量大小基本具有以下顺序：阳离子：[Ca2+]>[Na++K-]> [Mg2+]，阴离子：[HCO3-+CO32-]> [SO42-]> [Cl-] 东南沿海各河流，水质类型主要以重碳酸盐类钙组或钠组为主，但是主要离子比例关系
第三章水的化学处理 一:名词解释: 混凝电动电位化学沉淀消毒折点氯化 二: 填空题: 1碱性废水处理时所用中和剂有_______和_______ 2过滤中和所使用的中和滤池有普通中和滤池,_______________和__________ 3混凝剂的种类较多,目前应用最广的是_______和_____________ 4混凝沉淀的处理包括__________ __________ __________几个部分 5助凝剂有以下几类__________ _____________ __________ 6化学混凝的设备包括:混凝剂的设备和_______ _____________和_____________ 7药剂投入原水的形式可分为三种形式即_________ ___________和_________ 8臭氧氧化反应设备可分为气泡式,_________和___________三种 9在废水处理中用的最多的药剂氧化法是________ 10<生活饮用水卫生标准>规定:出厂水游离性余氯在接触30min后不应低于_______,在管网末梢不应低于__________ 三:判断题: 1投加药剂中和法常用于酸性废水中( ) 2 结晶氧化铝为无色透明晶体,易溶于水,也溶于乙醚,乙醇等有机溶剂,也溶于苯( ) 3在澄清池内,可以同时完成混合,反应,沉淀分离等过程( ) 4中和处理与PH值调节是同一概念.( ) 5酸性污水中和处理中常用的中和剂是石灰.( ) 6投加助凝剂的作用是减弱混凝效果,生成粗大结实易于沉降的絮凝体.( ) 7化学氧化法常用的氧化剂臭氧,液氯,次氯酸钠,空气等.( ) 8氯消毒与氯胺消毒的原理是一致的,且消毒效果一样.( ) 四:简答题 1试述混凝的机理.及影响混凝的因数？ 2混凝剂的投配流程. 3简述化学沉淀法的工艺过程. 4酸性废水中投药和法的优缺点 5酸碱废水中和处理的基本原理是什么? 6臭氧氧化法有那些优缺点? 五:计算 某地表水源的总碱度为0.2mmol/L.市售精制硫酸铝(含AL2O3约16%0,投加量28mmol/L.试估算石灰头投量(市售石灰纯度为50%). 六:识图 图中OM MA AB BP各表示什么?
第三章水环境化学 1、水中八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO 3-、NO 3 -、Cl-和SO 4 2-为常见八种离子 2、溶解气体与Henry定律:溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系，气体的大气分压P G与气体的溶解度的比表现为常数关系，称为Henry定律，该常数称为Henry定律常数K H。 [G(aq)] = K H PG K H－气体在一定温度下的亨利定理常数 (mol/L.Pa) PG －各种气体的分压 (Pa) 3、水体中可能存在的碳酸组分 CO 2、CO 3 2-、HCO 3 -、H 2 CO 3 ( H 2 CO 3 *) 4、天然水中的碱度和酸度：碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能够接受质子H+的物质总量；酸度：凡在水中离解或水解后生成可与强碱（OH-）反应的物质（包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。 5、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- —H+ 6、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物（铝或镁的硅酸盐）(2)金属水合氧化物（铝、铁、锰、硅等金属）(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5)其他（藻类、细菌、病毒等） 影响水体中颗粒物吸附作用的因素有：颗粒物浓度、温度、PH。 7、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、化学吸附、离子交换吸附和专属吸附。 8、天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低，因而表层水呈氧化性环境。 9、吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线；水环境中常见的吸附等温线主要有L－型、F－型和H－型。 10、无机物在水中的迁移转化过程：分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。 11、PE:pE 越小，电子活度越高，提供电子的倾向越强，水体呈还原性。pE 越大，电子活度越低，接受电子的倾向越强，水体呈氧化性。 pe影响因素：1)天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低；2)天然水的pE随其pH减少而增大。 12、什么是电子活度pE，以及pE和pH的区别。 答：定义电极上电子有效浓度为电子活度，记作E，其负对数记作pE。电子活度越大或pE 越小，电子供出电子的倾向越大。在电化学研究中，通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向，当给出电子活度E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后，就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小。 在一定温度下，pE 与电极电位成直线关系，pE越大，电子活度越小，电极的氧化能力或接受电子的能力越强，供出电子能力越弱，pE与电子活度的关系同pH与H+活度的关系相似。 pH亦称氢离子浓度指数，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，pH=7的溶液为中性溶液。 若水体的PE值高，有利于下列Cr、Mn在水体中迁移。 13、腐殖质的组成：由生物体物质在土壤、水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物，是一种凝胶性有机高分子物质。分为腐殖酸：溶于稀碱但不溶于酸的部分；富里酸：即可溶于碱又可溶于酸的部分；腐黑物：不能被酸和碱提取的部分。一般认为，当浓度较高时，金属离子与腐殖质的反应以溶解为主，当金属离子浓度较低时，则以沉淀和凝聚为主。 14、沉淀物中重金属重新释放诱发因素：①盐浓度升高：碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来。②氧化还原条件的变化：有机物增多，产生厌氧环境，铁猛氧化物还原溶解，使结合在其中的金属释放出来。③pH值降低：氢离子的竞争吸附作用、金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解。④增加水中配合剂的含量：天然或合成的配合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性配合物，有时这种配合物稳
天然水及其分类 一、水源 水是地面上分布最广的物质，几乎占据着地球表面的四分之三，构成了海洋、江河、湖泊以及积雪和冰川，此外，地层中还存在着大量的地下水，大气中也存在着相当数量的水蒸气。地面水主要来自雨水，地下水主要来自地面水，而雨水又来自地面水和地下水的蒸发。因此，水在自然界中是不断循环的。 水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子组成，可是大自然中很纯的水是没有的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物质，此外还有一些不溶于水的物质和水混合在一起。 水是工业部门不可缺少的物质，由于工业部门的不同，对水的质量的要求也不同，在火力发电厂中，由于对水的质量要求很高，因此对水需要净化处理。 电厂用水的水源主要有两种，一种是地表水，另一种是地下水。 地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指江河、湖泊和水库水。海水虽然属于地表水，但由于其特殊的水质，另作介绍。 天然水中的杂质 要有氧和二氧化碳天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按照其颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类。 悬浮物：颗粒直径约在10-4毫米以上的微粒，这类物质在水中是不稳定的，很容易除去。水发生浑浊现象，都是由此类物质造成的。 胶体：颗粒直径约在10-6---10-4毫米之间的微粒，是许多分子和离子的集合体，有明显的表面活性，常常因吸附大量离子而带电，不易下沉。 溶解物质：颗粒直径约在10-6毫米以上的微粒，大都为离子和一些溶解气体。呈离子状态的杂质主要有阳离子（钠离子Na+、钾离子K+、钙离子Ca2+、镁离子Mg2+）,阴离子（氯离子CI -、硫酸根SO42-、碳酸氢根HCO3-）；溶解气体主。 水质指标 二、水中的溶解物质 悬浮物的表示方法：悬浮物的量可以用重量方法来测定（将水中悬浮物过滤、烘干后称量），通常用透明度或浑浊度（浊度）来代替。 溶解盐类的表示方法： 1.含盐量：表示水中所含盐类的总和。 2.蒸发残渣：表示水中不挥发物质的量。 3.灼烧残渣：将蒸发残渣在800℃时灼烧而得。 4.电导率：表示水导电能力大小的指标。 5.硬度的表示方法：硬度是用来表示水中某些容易形成垢类以及洗涤时容易消耗肥皂得一类物质。对于天然水来说，主要指钙、镁离子。硬度按照水中存在得阴离子情况。划分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两类。 6.碱度和酸度：碱度表示水中含OH -、CO32-、HCO3-量以及其它一些弱酸盐类量得总和。碱度表示方法可分为甲基橙碱度和酚酞碱度两种。酸度表示水中能与强酸起中和作用的物质的量。 有机物的表示方法：通常用耗氧量来表示。
水溶液中的离子平衡 §1 知识要点 一、弱电解质的电离 1、定义：电解质、非电解质 ；强电解质 、弱电解质 下列说法中正确的是（ BC ） A 、能溶于水的盐是强电解质，不溶于水的盐是非电解质； B 、强电解质溶液中不存在溶质分子；弱电解质溶液中必存在溶质分子； C 、在熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物，也一定是强电解质； D 、Na 2O 2和SO 2溶液于水后所得溶液均能导电，故两者均是电解质。 2、电解质与非电解质本质区别： 在一定条件下（溶于水或熔化）能否电离（以能否导电来证明是否电离） 电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物 离子化合物与共价化合物鉴别方法：熔融状态下能否导电 下列说法中错误的是（ B ） A 、非电解质一定是共价化合物；离子化合物一定是强电解质； B 、强电解质的水溶液一定能导电；非电解质的水溶液一定不导电； C 、浓度相同时，强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质强； D 、相同条件下，pH 相同的盐酸和醋酸的导电性相同。 3、强电解质与弱电质的本质区别： 在水溶液中是否完全电离（或是否存在电离平衡） 注意：①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2等属于非电解质 ③强电解质不等于易溶于水的化合物（如BaSO 4不溶于水，但溶于水的BaSO 4全部电 离，故BaSO 4为强电解质） 4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以HAc 为例)： （1）溶液导电性对比实验； （2）测0.01mol/LHAc 溶液的pH>2； （3）测NaAc 溶液的pH 值； （4）测pH= a 的HAc 稀释100倍后所得溶液pH 第三章水环境化学 第一节 本节内容要点：水资源和利用、地球上的水分布、水循环、天然水的组成等。 水是人类宝贵的自然资源，它关系到人类的命运、民族的身体素质。水质的优劣影响着人类的生活、生产及健康。可以说水是"万物之本"，是人类与生物赖以生存和发展必不可缺少的物质。 1）水资源和利用 地球上水的总量是固定的，约13.86亿km3，但可利用的淡水只占水总量的0.3％。虽然淡水资源有限，但如果时空分布得当，并保持恰当水质，还是可以满足全球目前和将来的淡水需要。遗憾的是，地球上淡水资源的时空分布极其不均匀，加上水污染日益严重以及工农业和生活用水量的增加，许多国家和地区出现了水资源严重短缺的局面。水的短缺和污染不仅影响了生物生存，而且直接或间接地给人类生存带来威胁和危害，同时也造成重大的经济损失。 当前主要的缺水类型有：资源型缺水、工程型缺水和水质型缺水。由于缺水，危害了农作物生长、并影响着工业生产、威胁着人体健康和生态、国家安全。 2）地球上水的分布 地球表面约有70％以上被水所覆盖，所以地球素有"水的行星"之称。地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪地、以及大气、生物体、土壤和地层。水的总量约为13.86亿km3(表3-1～3-2)，其中海水占96.5%，淡水为0.35亿km3，占总水量的2.35%。由于开发困难或技术、经济的限制，到目前为止，海水、深层地下淡水、冰雪固态淡水、盐湖水等很少被直接利用。比较容易开发利用的，与人类生活和生产关系密切的淡水储量为400多万km3，仅占淡水的11％，总水量的0.3％。 表3-1自然环境中的水量分布 我国地表水径流总量约2.8万亿m3，地下水资源约8000亿m3，冰川年平均融水量约500亿m3，近海海水约500万km3。我国目前可供利用的水资源量每年约有11000亿m3，平均每人占有地表水资源约2700m3，居世界第88位，仅为世界人均占有量的1/4。每亩土地占有地表水1755m3，只相当于世界平均水平的1/2。总的说来，我国淡水资源并不丰富，处于缺水状态，而且水资源的时空分布非常不均衡，东南多，西北少，耕地面积只占全国33％的长江流域和长江以南地区，水资源占全国的70％。我国许多地方缺水或严重缺水，水污染比较严重。另一方面，由于人口的剧增，工农业生产的迅速发展，我国和西方国家一样，也面临水质下降，水源不足的威胁。因此，控制水体污染，保护水资源已成为刻不容缓的任务。 3）循环 自然界的水不仅受地球引力作用沿着地壳倾斜方向流动，而且由于水在太阳能和地球表面热能的作用下发生形态变化，蒸发的水分随着气流运行而转移，遇冷凝结成云或以降水形式到达地面，到达地表的水又重新蒸发、凝结、降落，这个周而复始的过程，称为水循环。仅在局部地区(陆地或海洋)完成的水的循环过程称为小循环。自海洋蒸发的部分水汽，随气流转移至陆地上空，并以降水形式达到地面后，经过江河湖泊或渗入地下，再归入海洋，这种海洋和陆地之间水的往复运动过程，称为水的大循环。环境中水的 第三章：水环境化学——天然水的性质 第三章：水环境化学——天然水的基本特征以及污染物存在形态 一、水和水分子结构的特异性 二、天然水的基本特征 1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物） 2、天然水的化学特征 3、天然水的性质 （1）碳酸盐系统 （2）酸度和碱度 （3）天然水的缓冲能力 ● 缓冲溶液能够抵御外界的影响，使其组分保持一定的稳定性，pH 缓冲溶液能够在一定程度上保持pH 不变化。 ● 天然水体的pH 值一般在6-9之间，而且对于某一水体，其pH 几乎保持不变，这表明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系。 ● 一般认为各种碳酸盐化合物是控制水体pH 值的主要因素，并使水体具有缓冲作用。但最近研究表明，水体与周围环境之间发生的多种物理、化学和生物化学反应，对水体的pH 值也有着重要作用。 ● 但无论如何，碳酸化合物仍是水体缓冲作用的重要因素。因而，人们时常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。 对于碳酸水体系，当pH<8.3时，可以只考虑一级碳酸平衡，故其pH 值可由下式确定： ][] [lg 3*321--=HCO CO H pK pH 如果向水体投入△B 量的碱性废水时，相应由△B 量H 2CO 3*转化为HCO 3-，水体pH 升 高为pH ＇,则： B HCO B CO H pK pH ?+?--=-][][lg 3*321＇ 水体中pH 变化为△pH=pH ＇-pH ，即： ][][lg ][][lg 3*323*32--+?+?--=?HCO CO H B HCO B CO H pH 由于通常情况下，在天然水体中，pH=7左右，对碱度贡献的主要物质就是[HCO 3-]，因此经常情况下，可以把[HCO 3-]作为碱度。若把[HCO 3-]作为水的碱度，[H 2CO 3*]作为水中游离碳酸[CO 2]，就可推出： △B=[碱度][10△pH -1]/(1+K 1×10pH+△pH ) △pH 即为相应改变的pH 值。 ● 在投入酸量△A 时，只要把△pH 作为负值，△A=-△B,也可以进行类似计算。 举例：在一个pH 为6.5、碱度为1.6mmol/L 的水体中，用NaOH 进行碱化，需多少碱能使pH 上升至8.0? 解：△pH=8-6.5=1.5, pH=6.5, 碱度=1.6mmol/L 所以△B=[碱度][10△pH -1]/(1+K 1×10pH+△pH ) =1.6×（101.5-1）/(1+10-6.35×106.5+1.5) =1.6×（101.5-1）/45.668 =1.08 mmol/L （4）天然水的酸碱平衡 ● 许多化学和生物反应都属于酸碱化学的范畴，以化学、生物化学等学科为基础的环 境化 ● 学也自然要经常需要应用酸碱化学的理论。 ● 酸碱无时无刻都存在于我们的身边，食醋、苏打以及小苏打等都是生活中最常见的 酸和碱，一些学者认为弱碱性的水更有利于人类的健康。 ● 酸碱反应一般能在瞬间完成，pH 值是体系中最为重要的参数，决定着体系内各组 分的 ● 相对浓度。在与沉积物的生成、转化及溶解等过程有关的化学反应中，pH 值往往 能决定转化过程的方向。 ● 天然水体pH 值一般在6～9的范围内，所以在水和废水处理过程中，水体酸碱度的 观测是一个首先必须考虑的指标之一。 ● 在天然水环境中重要的一元酸碱体系有HCN-CN —、NH 4+—NH 3等，二元酸碱体系 有H 2S-HS —S 2—、H 2SO 3—HSO 3——SO 32—、H 2CO 3—HCO 3——CO 32—等，三元酸碱体系有：H 3PO 4—H 2PO 4——HPO 42——PO 43—等。 第三章 水的化学处理 水的化学处理方法是借助于化学反应来去除水中污染物，从而达到改善水质、控制污染的目的。本章主要介绍中和、混凝、化学沉淀、氧化还原和消毒。 通过本章学习，要求掌握各种化学处理方法的基本原理、工艺流程、工艺条件以及各种方法的应用范围。化学处理法所需要的药剂和相应的处理设备，要求能够熟练计算药剂的用量及设备尺寸的计算。 第一节 中和 工业生产中总伴随有酸性废水和碱性废水。酸性废水中常见的酸性物质有硫酸、硝酸、氢氟酸、氢氰酸、磷酸等无机酸以及醋酸、甲酸、柠檬酸等有机酸。碱性废水中常见的碱性物质有苛性钠、碳酸钠、硫化钠及胺等。如果将这些废水随意排放，不仅会污染环境，而且会造成巨大的浪费。因此，对酸或碱性废水首先应考虑回收和综合利用，必须排放时，需要进行无害化处理。 当酸性或碱性废水浓度较高，例如在3％～5％以上时，应考虑回收和综合利用的可能性；当浓度不高时，例如低于3％～5％，回收和综合利用经济意义不大时，可考虑中和处理，使废水的pH 值恢复到中性附近的一定范围。 一、基本原理 中和处理发生的主要反应是酸与碱生成盐和水的中和反应。在中和过程中，酸碱双方的当量恰好相等时称为中和反应的等当点。强酸强碱互相中和时，由于生成的强酸强碱盐不发生水解，因此等当点即中性点，溶液的pH 值等于7.0。但中和的一方若为弱酸或弱碱，由于中和过程所生成的盐的水解，尽管达到等当点，但溶液并非中性，pH 值大小取决于所生成盐的水解度。 中和处理所采用的药剂称中和剂。酸性废水处理时所用中和剂有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。碱性废水处理时所用中和剂有盐酸和硫酸。 中和处理时首先应考虑将酸性废水与碱性废水互相中和，其次再考虑向酸性或碱性废水中投加药剂中和以及过滤中和等。 二、酸性废水的中和处理 （一）酸碱废水互相中和 酸碱废水相互中和是一种简单又经济的以废治废的处理方法。利用酸性废水和碱性废水互相中和时，应进行中和能力的计算。中和时两种废水的酸或碱的当量数应相等。在中和过程中应控制碱性废水的投加量，使处理后的废水呈中性或弱碱性。根据化学反应当量原理，可按下式进行计算： ∑∑≥k B Q B Q a a b b α （3-1） 式中 Q b －碱性废水流量，m 3/h ； B b －碱性废水浓度，mg/L ； Q a －酸性废水流量，m 3/h ； 第三章水环境化学 1．请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H 2CO 3 ＊]、[HCO 3 -]和[CO 3 2-]的表达式，并 讨论这两个体系之间的区别。 解： （1）封闭体系（溶解性CO2与大气没有交换）中存在下列平衡 CO2 + H2O H2CO3* pK0=1.46 H2CO3* HCO3- + H+pK1=6.35 HCO3-CO32- + H+pK2=10.33 其中K1=[HCO3-][H+] / [H2CO3*] ，K2=[CO32-][H+] / [HCO3-] 用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例，得下面表达式α0= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α1= [HCO3-]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} 把K1、K2的表达式代入以上三式，得 α0= (1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 α1= (1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 α2= (1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 设C T = [H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]，则有 [H2CO3*] = C T(1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 [HCO3-] = C T(1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 [CO32- ] = C T(1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 （2）开放体系中CO2在气相和液相之间平衡，各种碳酸盐化合态的平衡浓度可表示为P CO2和pH的函数。 依亨利定律：[CO2(aq)]＝K H·P CO 2 溶液中，碳酸化合态相应为： C T = [CO2]/ α0= K H·P CO2/ α0 [HCO3-]= (α1/ α0 )K H·P CO2= (K1/[H+])K H·P CO2 [CO32-]= (α2/ α0 ) K H·P CO2= (K1K2/[H+]2)K H·P CO2 （3）比较封闭体系和开放体系可发现，在封闭体系中，[H 2CO 3 *]、[HCO 3 -]、[CO 3 2-]第三章水环境化学
3.1.2天然水的基本特征(1)
第三章水的化学处理
第三章 水环境化学..
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