【正文】 。L1 答：稀釋后溶液中 K2SO4的物質(zhì)的量濃度為 mol ： 設 350 mL 溶液中 K2SO4的質(zhì)量為 x。L1 L= mol m（ KOH） = mol56 g ： 5% mol標準狀況下水是固體。溶液的體積不是 1 L。沒指明是標準狀況。 本章復習題答案 ： BC ： B ： A ： D ： BD ： C 點撥：先求出 NH4Cl 的物質(zhì)的量，再根據(jù)比例求出 KCl 和 K2SO4的物質(zhì)的量，最后求出其質(zhì)量。至于一些工業(yè)用的高質(zhì)水，其制水成本現(xiàn)在已經(jīng)超過了海水 淡化方案的制水成本。如作為豐水國家的美國，自來水的價格為 ～ 美元 /噸（ 1995 年），澳大利亞為 ～ 美元 /噸。 至于海水淡化的成本問題，王世昌教授認為，大型海水淡化噸成本一般在 1 美元左右或以下。近年來，功交換器和壓力交換器的開發(fā)成功使能量回收效率都高達 90％以上，從而使 SWRO的能耗在4kWh/m3淡水左右，進一步增強了 SWRO 的競爭力， 1998 年又提出納濾（ NF）和 SWRO與 MSF 相結合的研究開發(fā)，以及高壓和高回收率 SWRO 法等，這使海水綜合利用率進一步提高。通常能耗在 5 kWh/m3～ 7 kWh/m3淡水，該技術在利用廢熱造水方面有一定的市場。 LT － MED操作溫度在 60～ 70 ℃ 使結垢和腐蝕有所減緩，可使用較廉價的材料，以降低成本。 低溫多效蒸餾（ LTMED） MED 為 30 年代的淡化方法，由于結垢和腐蝕等問題，且由于 50 年代 MSF的出現(xiàn)，使之停滯不前。 多級閃蒸就 MSF 技術本身來看近年來有所進展，但無重大突破。 關于海水淡化的技術問題，國家液體分離膜技術研究中心高從階院士認為，海水淡化經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，從技術上講，已經(jīng)比較成熟，大規(guī)模地把海水變成淡水， 已經(jīng)在世界各地出現(xiàn)，主要是海灣地區(qū)。 1986 年，批準引進建設日產(chǎn) 3 000 噸的電廠用多級閃蒸海水淡化裝置， 1997 年建成舟山日產(chǎn) 500 噸海水反滲透淡化裝置。相比之下，我國海水淡化進展緩慢，在整個 40 年的發(fā)展過程中每跨一 步都要經(jīng)歷 10 年之久。其中，美國和日本分別占有大約 30％的市場份額。天津大學化學工程研究所王世昌教授介紹 ，世界蒸餾淡化廠（多級閃蒸）的最大規(guī)模已達到 30萬噸 /天，該裝置建在阿聯(lián)酋的阿布扎比，與 廠聯(lián)建；海水反滲透淡化廠的最大規(guī)模達到 11 萬噸 /天，位于沙特阿拉伯的 Jeddah，而地表水反滲透淡化廠規(guī)模達到 38 萬噸 /天，位于美國的科羅拉多。 從全球范圍來看，目前世界淡化水日產(chǎn)量已達到 2 700 萬立方米，并以 10％～ 30％的年增長率攀升。但是這些劃分都比較粗略，還有待于繼續(xù)進行理論研究和實際調(diào)查。一般微量元素在海水中的形態(tài)可以分為以下幾種類型： （ 1）弱酸在海水中的解離； （ 2）變價元素在海水中的氧化還原平衡； （ 3）微量元素在海水中的有機和無機絡合物； （ 4）生物合成的有機物； （ 5）海水中的有機物及無機顆粒物。溶于海水中的自由離子及有機、無機絡合物在水體中比在懸浮物和顆粒物中更穩(wěn)定。又如海水中的 Cd 有四種形式： Cd2+、 CdCl+、 ?3CdCl 、 02CdCl ，顆粒物和膠體對不同形式的 Cd 的吸附和離子交換顯然是不同的。另外，要經(jīng)常進行實驗室的互校工作，以保證測定質(zhì)量。因為海水中微量元素的含量極低，有些甚至低于蒸餾水中的含量，所以采樣、儲存，以及容器的污染都會產(chǎn)生很大 的誤差。 對海水微量元素的研究首先是分析測定問題。其來源主要有河流的輸入、大氣沉降、海底熱泉等，它在海水中涉及的平衡有絡合、螯合、氧化還原平衡、生物吸收、顆粒物的吸附與解吸等。 海水中的微量元素過去研究不多，現(xiàn)在則因 為它們和環(huán)境污染有重要關系，研究日益廣泛，例如 IDOE計劃調(diào)查污染本底值和污染物遷移等。當然，這僅是對海水的組分而言，與通常意義的 “微量元素 ”不同。但是有些元素如 P、 N、 Si雖然逗留時間較長，由于生物參與了這些元素的循環(huán)，在海洋中也造成了不均勻的分布。 海水的更新時間在溫躍層 (平均 100 m)以上平均為幾十年，而在深層則為 1000年左右。 TCa=1020/(1510－ 31016)≈106(年 ) (4－ 7) 也可以根據(jù)元素從海水中的輸出量計算，但是由于數(shù)據(jù)的準確度不夠，都只能得到近似的結果。 有人在計算時采用河流的徑流量為 10 cm/a，得到的結果為 40104年。 海水中一些元素的逗留時間 元素 log T 元素 log T 元素 log T 元素 log T H Cl As 5 Hg 5 Li K Se 4 Pb() Be (2) Ca Br 8 Ra B Sc Rb Th (2) C Ti 4 Zr 5 U N V 5 Mo 5 O Cr 3 Ag 5 F Mn 4 Cd Na Fe 2 Sd 4 Mg Co I 6 Al 1 Ni 4 Cs Si Cu 4 Ba P 4 Zn 4 La S Ga 4 Au 5 下面舉兩個計算示例。這樣，元素進入海水的速率應當?shù)扔趶暮Ｋ休敵龅乃俾?，可以用下列模式表示? M 為海水中某元素的總量， Q 為輸入速率， R 為輸出速率，于是有dtdM=QR 處于穩(wěn)定狀態(tài)時，dtdM=0，即 Q=R 海水中的元素輸出與元素的含量成正比： R=kM(k 為輸出速率常數(shù) ) QkM=0,即QMk?1=r 即元素的逗留時間等于元素輸出速率常數(shù)的倒數(shù)。為了解不同元素在海水中間可以停留的時間和轉(zhuǎn)移速率， Barth(1952)提出海水中元素的逗留時間 (T)的概念，其定義為 T=量該元素每年進入海洋的 海水中某元素的總量 T 的意義是：元素以固定的速率向海洋輸送，如果要把全部海水中該元素置換出來所需的平均時間。不同的元素轉(zhuǎn)移到沉積中間的速度是不同的，例如，河水中 Ca2+含量比 Na+高，而進入海洋之后， Na+的含量比 Ca2+高得多。 化學海洋學的發(fā)展很大程度上依賴于分析化學技術的進步，許多感興趣的金屬在海水中含量極低，只有用靈敏的測試儀器和技術并避免樣品采集和分析過程中的污染才能夠測定。例如，銅對于浮游生物的作用就是與自由的二價銅離子濃度有關，而非與總的銅濃度有關。 表 1 中列舉了幾乎所有主要元素的無機形態(tài)。某些副族元素也有類似現(xiàn)象。如 Ⅰ A， Ⅱ A， Ⅶ A 及 Ⅵ A 族；同族元素從第三周期開始隨原子序數(shù)增加而減少。 表中較高濃度的組分基本上代表了其在海水中的平均濃度，一些低含量成分由于測定困難，測定過的樣本不多，難以代表其平均濃度。 ② 濃度對于化合的氮元素也以氮氣形式存在。現(xiàn)將其中重要的一些元素列于下表中。另外，全球的河流每年向海洋輸送 1015g 溶解鹽，這也是海水鹽分來源之一。 一、性質(zhì)與溶存形式 海水中溶解有各種鹽分，海水鹽分的成因是一個復雜的問題，與地球的起源、海洋的形成及演變過程有關。 ：在海水中含量很低，但又不屬于營養(yǎng)元素者 。 (營養(yǎng)鹽、生源元素 )：主要是與海洋植物生長有關的元素，通常是指 N、 P 及 Si等。 海水中的 Si含量有時也大于 1 mg/kg，但是由于其濃度受生物活動影響較大，性質(zhì)不穩(wěn)定，屬于非保守元素，因此討論主要成分時不包括 Si。所以稱為主要成分。 海水中的成分可以劃分為五類： (大量、常量元素 )：指海水中濃度大于 1106 mg/kg的成分。 海水中溶解的有機物十分復 雜，主要是一種叫做 “海洋腐殖質(zhì) ”的物質(zhì)，它的性質(zhì)與土壤中植被分解生成的腐殖酸和富敏酸類似。自由銅離子僅占全部溶解銅的一小部分。在海水中銅的存在形式較為復雜，大部分是以有機絡合物形式存在的。如研究海洋環(huán)流、水團等需要利用示蹤方法跟蹤海水的運動，海水化學成分的分析也有助于確定其運動和來源；生 物海洋學研究海洋初級生產(chǎn)力必須借助化學手段；化學海洋學對海洋沉積和海水 —底質(zhì)的物質(zhì)交換研究，則是海洋地質(zhì)學的重要組成部分。 化學海洋學是海洋科學的一個重要分支。在這次調(diào)查中首次測定了海水的化學組成。 常用危險化學品標志 底色：橙紅色 圖形：正在爆炸的炸彈（黑