【正文】 6. 名詞翻譯 hydrolysis 水解 hydration 水化 ligand 配體 coordina。 平衡時(shí)存在以下電荷平衡（ 假定水中沒有其它帶電物種 ， NaOH 的投加只引起碳酸鹽分布及pH 值的變化 ）： 22 33[ ] [ ] 2 [ ] [ ] [ ] 2 [ ]Na H Cd O H H CO CO? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 設(shè)投加的 NaOH為 C，帶入上式，得到： 22 13[ ] 2 [ ] [ ] 2 [ ]TC H Cd O H c CO?? ? ? ?? ? ? ? ? 上式中，除 C外，其它各項(xiàng)已知，所以求得 NaOH的投加量為： 42. 21 4 10 /C m ol L??? （ 3）碳酸鈉投加量計(jì)算 由以上計(jì)算可以推測投加碳酸鈉時(shí)，也是以 CdCO3 的形式沉淀。 （ 2） NaOH投加量計(jì)算 由（ 1）可知，沉淀為 CdCO3。 由于 20 ppb Cr2+對應(yīng) p[Cd2+]＝ ， 3ppb 對應(yīng) p[Cd2+]＝ ，因此在圖上找到該濃度與兩曲線的交點(diǎn)，可以得到，在 pH 約為 時(shí)， CdCO3 開始沉淀，至 pH 約 時(shí)可以達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于 pH1’ pH2’， pH1pH2，因此，隨著 NaOH 的逐步投加，CdCO3 首先沉淀出來，直至滿足水質(zhì)要求時(shí)，也是以 CdCO3為主，此時(shí) pH 為 。 解答： （ 1） 以 CdCO3的形式沉淀， pH 值大約為 。假設(shè)污染造成的水中 Cd2+的濃度為 20ppb，現(xiàn)在我們采用投加 NaOH以沉淀去除水中的鎘，已知可能產(chǎn)生的沉淀有 Cd(OH)2和 CdCO3，請問 a) 我們應(yīng)該將 pH 值調(diào)節(jié)到多少才能達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的要求（ 3ppb），鎘是以什么形式沉淀的？ b) 需要投加多少的 NaOH？ c) 如果投加 Na2CO3，又需要多 少？ 請通過具體的計(jì)算回答上述問題。 通過計(jì)算，得到最終的 pH 值為 之間。 解答： 根據(jù)反應(yīng)平衡，可以得到以下方程： 223310[] [ ] [ ]K spFe C O C O?????? （ 1） 2[ ] 10 0 [ ] [ ]F e H CO F e H CO? ? ??? （ 2） 2 9 .5[ ] 1 0[][]FeF eO H H?????? （ 3） 1410[][ ] [ ]KwOH HH?????? （ 4） 16 .6 2 22 3 3[ ] 10 [ ] [ ]H C O H C O??? （ 5） 10 .3 233[ ] 10 [ ] [ ]H C O H C O? ? ?? （ 6） 同時(shí)存在質(zhì)量平衡和電荷平衡： 223 3 2 3 3 3[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]F e F e O H F e H CO F e H CO H CO H CO CO? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 7） 3 3 32 [ ] [ ] [ ] [ ] 2 [ ] [ ] [ ]F e F e O H F e H CO H CO H CO O H? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 8） 簡化（ 7）式，得到： 222 3 3 3[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]F e F e O H H CO H CO CO? ? ? ?? ? ? ? （ 9） 通過（ 8） （ 9），得到： 3 3 2 3[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]F e F e H CO H CO O H H CO? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 10） 把以上各物種都以 [CO32]和 [H+]表示，代入式（ 9）和（ 10），分別得到： 1 0 . 4 5 1 9 . 9 5 1 6 . 6 2 2 1 0 . 3 2 23 3 322331 0 1 0 1 0 [ ] [ ] 1 0 [ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ] H C O H C O C OC O C O H?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? （ 11） 1 0 . 4 5 1 41 . 8 5 2 1 6 . 6 2 233231 0 1 01 0 [ ] [ ] [ ] 1 0 [ ] [ ][ ] [ ]H H C O H C OC O H? ? ? ? ???? ? ? ? ? (12) 簡化（ 11）式，得到 1 0 . 4 5 1 9 . 9 523 1 6 . 6 2 1 0 . 31 0 [ ] 1 0[] [ ] ( 1 0 [ ] 1 0 [ ] 1 )HCO H H H? ? ??? ? ??? ?? （ 13） 再將（ 13）式代入（ 12）式。 已知 Cd(OH)2 的溶度積常數(shù)為 1014， CdCO3的溶度積常數(shù)為 1012，水中碳酸鹽的總量（ H2CO HCO3和 CO32）為 2mmol/L，初始 pH 值 ， H2CO3 的離解常數(shù) pK1=，pK2=， Cd 的原子量為 112，且假定反應(yīng)過程中不考慮其它沉淀和配合物的影響。 2. 2022 年在廣東發(fā)生了重金屬 Cd2+的水污染事件，影響到人們的飲水安全，也給河流生態(tài)系統(tǒng)帶來了威脅。實(shí)際上，由于湖的體積限制，以及降雨的間斷性，所需要的酸雨降水量比以上計(jì)算的要大。 6 60 .7 3 4 / 5 1 0( 2 ) 0 .6 9 15 1 0( 5 1 0 ) 2 .5 3 6 1 0Tm o l LA lk cVA lk V m o l?? ??? ? ? ???? ? ? ? ? ?堿度總量 降水后，堿度總量變化值為： 106mol，堿度總量下降是由于酸雨下降引起的，假設(shè)酸雨中的酸性是由 H+離子貢獻(xiàn)的，由此可以計(jì)算所需要的酸雨體積為： 6 634 6 . 70 . 4 6 4 1 0 m o lV = 4 . 6 5 1 01 0 1 0 m o l / mL?? ? ???（） 所以要把湖水的 pH 值下降到 ，所需的酸雨量相當(dāng)于湖體積大小。39。 ？ 假設(shè)酸雨下降后，碳酸鹽總量沒有發(fā)生變化，但是由于酸雨下降湖水體積發(fā)生變化，總碳酸鹽的濃度發(fā)生變化： 6339。 7. 在某些地區(qū)，土壤中缺乏含碳酸鹽地礦物，這些地區(qū)的湖泊中堿度較低，酸雨會(huì)導(dǎo)致這些湖泊的 pH 值明顯下降，破壞 水體的生態(tài)系統(tǒng)。 這題中，也有簡單地假定苛性堿度為 0，這樣由題意可知 [CO32]=, [HCO3]=。 滴定到 時(shí)所需的滴定液體積為 6ml，滴定到 時(shí)還需補(bǔ)加 8ml。 已知： 9. 222 2 a K 10H A sO H A sO? ? ??? 解答： 由酸堿平衡： 22[ ][ ][]a H AsOK HAsO??? 可以推得： 20 [][] []TT aHH A sO c c HK????? ? 21[] [] aTT aKA sO c c HK?? ??? ? 根據(jù)質(zhì)量平衡： 22[ ] [ ] [ ] 0. 00 1 /Tc H A sO A sO Na m ol L??? ? ? ? 同時(shí)存在電荷平衡： 2[ ] [ ] [ ] [ ]Na H A sO O H? ? ? ?? ? ? 將以上表達(dá)式代入電荷平衡式，得到： [ ] 0[ ] [ ]awTT aKKc H c H K H? ??? ? ? ? ?? 對上式，試算不同的 pH 值，得到其 pH 值在 — 之間。請問： （ 1） 苛性堿度、碳酸鹽堿度和總堿度各是多少？ （ 2） 問無機(jī)酸度、 CO2 酸度和總酸度各是多少？ （ 3） 問水中的總碳酸鹽含量是多少？ 3. 在某些地區(qū)，土壤中缺乏含碳酸鹽地礦物，這些地區(qū)的湖泊中堿度較低，酸雨會(huì)導(dǎo)致這些湖泊的 pH 值明顯下降，破壞水體的生態(tài)系統(tǒng)。 已知： 9. 222 2 a K 10H A sO H A sO? ? ??? 2. 用 。 CH3Cl 在對流層中的壽命足夠長。 at altitudes above 50 km, HOx cycles dominate odd oxygen loss. 可以預(yù)測奇氧在 3040km 范圍的損失是由 NOx 循環(huán)主導(dǎo)的，而在 50km 以上的高度則是 HOx 循環(huán)主導(dǎo)奇氧的損失。 34 CHHC lCHCl ??? 同時(shí)太陽光線增強(qiáng)，臭氧生成速率增加，這些綜合因素導(dǎo)致臭氧得到逐步恢復(fù)。 答：南極臭氧損耗過程（即臭氧空洞形成）涉及的主要反應(yīng)如下： （ 1）極地冬天時(shí)，同時(shí)形成極地渦流導(dǎo)致與周圍空氣隔絕，使得極地溫度很低，極地云形成， NO2 被固定在極地云中而失活，同時(shí)釋放出 Cl HOCl 氣體： 2 2 3C lONO H O H O C l H N O? ? ? 2 2 3Cl O NO H Cl Cl H NO? ? ? 在此過程中，多相反應(yīng)起重要作用； （ 2）春天， HOCl、 Cl2 光解產(chǎn)生 Cl： HO C l h OH C l?? ? ? 2Cl h Cl Cl?? ? ? （ 3） Cl 催化臭氧分解，反應(yīng)通過 ClO 自再生： 32Cl O ClO O? ? ? 22ClO ClO M Cl O M? ? ? ? 2 2 22C l O h C l O?? ? ? （ 4）溫度逐漸升高后， PSC 的升華釋放出 HNO3，通過反應(yīng) 32H NO h O H NO?? ? ? 生成大量 NO2，該物質(zhì)與 Cl 共存時(shí)會(huì)降低其反應(yīng)速率。 19. 請對照下圖描述南極臭氧耗損和恢復(fù)的過程，寫出必要的反應(yīng)式。 在對流層， NOx 在 HOx 氧化 VOCs 和 CO 的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中起著轉(zhuǎn)化 HOx 的作用，臭氧是 NOx存在下 VOCs 氧化過程所產(chǎn)生的副產(chǎn)物。 17. 翻譯 Antarctic ozone hole Polar stratospheric clouds (PSCs) Chloroflurocarbons (CFCs) Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer Halogen Deactivation Catalytic reaction Loss of odd oxygen between 30 and 40 km is predicted to be dominanted by the NOx cycle。 15. 為什么對流層中 NOx 排放導(dǎo)致臭氧濃度上升，而平流層 NOx 排放導(dǎo)致臭氧破壞？ 16. 請對照下圖描述南極臭氧耗損和恢復(fù)的過程，寫出必要的反應(yīng)式。 （ 4） Nucleation of vapor substances in the atmosphere can occur both homogeneously and heterogeneously. Heterogeneous nucleation may take place at significantly lower supersaturations than homogeneous nucleation. 大氣中蒸氣物質(zhì)的成核反應(yīng)可以以均相和多相方式發(fā)生。C時(shí)水的飽和蒸氣壓（平面）為 。 ms— 液滴中的溶質(zhì)的質(zhì)量（單位為 g）， Ms— 溶質(zhì)的分子量（ g/mol）。C時(shí)這一顆粒在生長所需要的過飽和度。 解： 1atm下 50ppbv的臭氧分壓 * 9 81 5 0 1 0 1 5 1 0p a tm??? ? ? ? ? 由亨利定律得： * 2 8 10 11 1 1 1 .1 1 0 5 1 0 5 .5 1 0c H p m o l L? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?； * 9 102 1 10 0. 5 5 10p atm??? ? ? ? ? 由亨利定律得： * 5 10 5 12 2 2 10 5 10 5 10c H p m ol L? ? ?? ? ? ? ? ? ?。 22. 已知大氣中臭氧和過氧化氫的濃度分別為 50ppbv和 ， 25℃ 時(shí)它們的亨利定律常數(shù)分別為 102M/atm和 105M/atm，請計(jì)算 1大氣壓、 25℃時(shí) 云水中臭氧、過氧化氫的濃度。最高點(diǎn)右邊，顆粒已經(jīng)被活化，則受Kelvin效應(yīng)控制，即隨著顆粒越來越大，凝結(jié)所需要的過飽和度越來越小。 Kelvin效應(yīng)：0 4ln sppMp RTD? ??， 因此其他條件都不變的情況下，顆粒直徑 pD 越小， 溶液蒸氣壓越大。 Rault定律： 定 T、 P的稀溶液中，溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑奈镔|(zhì)的量分?jǐn)?shù)， 00swp p x? 。 21. 下圖是不同粒徑的氣溶膠顆粒（分別