环境化学习题集.docx
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环境化学习题集
环境化学习题集
第一章
１．什么是环境？
它的特性有哪些？
可分为哪些类型？
答：
环境是与某一中心事物有关的周围客观事物的总和。
在环境科学中，环境就是以人类为中心的周围客观事物的总和，可分为社会环境和自然环境两大类。
环境化学中的环境是指自然环境。
（特性和分类见课本p1～3）
２．什么是环境问题？
第二环境问题又可分为哪两类？
３．简述世界着名的八大公害事件。
４．什么是环境科学？
它是什么时候产生的？
可分为哪些门类？
５．什么是环境化学？
它有什么特点？
６．请叙述环境化学的分类。
７．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程。
８．1995年诺贝尔化学奖授予三位大气环境化学家Crutzen、Rowland和Molina，是因为他们首先提出了（A）的化学机制。
A.臭氧层损耗B.温室效应
C.光化学烟雾D.酸雨
９．环境化学作为一门学科，其诞生的年代为（C）。
A.本世纪５０年代B.本世纪６０年代
C.本世纪７０年代D.本世纪８０年代
１０．环境中的化学变化大多是在（B）条件下进行的。
A.热力学平衡B.热力学不平衡
C.封闭体系D.简单体系
１１．属于历史上八大公害事件的是（B,C,D）。
A.腊芙运河污染案B.水俣事件
C.马斯河谷烟雾事件D.洛杉矶光化学烟雾事件
１２．填空题：
（１）根据环境组成要素，可把环境化学分为大气化学、水化学、土壤化学、岩石化学和生物化学。
（２）自然界中发生的异常变化，环境中本来就存在着的某些自然因素的破坏或污染，如火山暴发、山崩海啸、地震等造成的环境问题，称为第一环境问题。
第二章
１．请叙述大气可划分为哪些层次及其各层次的特点。
答：
根据大气温度随高度的变化情况，可分为对流层、平流层、中（间）层（或高空对流层、热（成）层和外层（或逸散层）；根据大气物质组成情况，可分为均质层和异质层两大层，异质层又可分为分子氮层、原子氧层、原子氦层和原子氢层；根据大气受光照电离情况，可分为电离层和非电离层两大类，电离层又可分为D层、E层和F层。
（各层特点见课本相关内容）。
２．在氖、二氧化硫、氦、氧和氮中，何者在大气中浓度变化最大？
答：
二氧化硫在大气中浓度变化最大。
３．受激氧原子O（1D）与水分子反应的产物是什么？
４．什么样的大气叫洁净大气？
５．造成平流层温度变化特征的原因是什么？
６．在夜间，电离层的下限为什么会提高？
７．N2分子在使O（1D）原子形成臭氧中起什么作用？
８．什么叫一次颗粒物和二次颗粒物？
９．叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。
１０．根据污染物的来源，大气污染可分为哪些类？
大气污染的影响和危害主要有哪四个方面？
１１．破坏臭氧层的物质有哪几类？
写出它们的破坏机理。
１２．什么是光化学烟雾？
解释光化学烟雾中污染物的日变化曲线，并说明光化学烟雾的基本特征。
１３．在光化学烟雾形成过程中，起关键作用的物质是什么？
大致了解烃类化合物的反应活性的大小。
１４．大气中SO2的氧化途径有哪些？
１５．大气颗粒物可分为哪三种模态？
各种模态粒子的主要来源是什么？
１６．什么是酸雨？
确定酸雨pH界限的依据是什么？
为什么有人认为pH5.6的酸雨标准不太合理？
１７．都是温室气体的是（A）。
A.CO2、CFC-11、O3、N2OB.CO2、NOx、H2O、SO2
C.O2、N2、H2、ArC.H2SO4、HNO3、HCl、NH3
１８．可吸入粒子是指粒径（C）的粒子。
A.小于0.1μmB.小于1.0μm
C.小于10μmD.小于100μm
１９．根据大气温度随高度的变化，可将大气层划分为（A）。
A.对流层、平流层、中间层、热层和外层
B.均质层和异质层
C.电离层和非电离层
D.同温层、臭氧层、分子氮层和原子氦层
２０．都能加速臭氧消失的一组气体是（D）。
A.CFC-11、CO2、H2B.CH4、HNO3、CFC-12
C.O2、NO、CH2＝CH2D.CFC-12、NOx、H2O
２１．伦敦烟雾又称作（B,C）。
A.光化学烟雾B.还原性烟雾
C.煤炭型烟雾D.氧化性烟雾
２２．在南极臭氧层空洞里，其臭氧总量（D）。
A.为零B.夏季少于冬季
C.多于北极区D.少于其周围地区
２３．在光化学烟雾中，最容易检测到的物质是（B）。
A.SO2B.O3
C.CFC-11D.H2
２４．臭氧层在大气中的（B）中。
A.对流层B.平流层
C.热层D.异质层
２５．光化学烟雾对人体最明显的危害特征是（B）。
A.“三致”B.刺激眼
C.刺激呼吸道D.积累
２６．爱根（Aitken）核模的粒径Dp小于（A）。
μmB.2μm
C.10μmD.100μm
２７．最早提出酸雨这个名词的科学家是（A）。
C.MolinaD.D.Chiou
２８．酸雨的主要污染源是（D）。
A.H2SO4、HNO3的人为排放B.火山喷发
C.化肥的大量使用D.煤的燃烧
２９．属于气态污染物治理方法的有（A,B,C）。
A.吸收法B.催化转化法
C.燃烧法D.活性污泥法
３０．完成下列反应：
（１）O3＋Cl───→ClO＋O2
（２）SO2＋H2O＋O2Mn2+→H2SO4
（３）3SO2＋O2───→SO4───→SO3＋O
（４）CH3COOO＋NO2───→CH3COOONO2
（５）R＋O2───→ROO
（６）O3＋CH3CH=CH2───→CH3CHO＋CH2OO或CH2O＋CH3CHOO
（７）RH＋OH───→R＋H2O
３１．颗粒物的去除方法可分为干法除尘、湿法除尘、过虑除尘和静电除尘四类。
第三章
１．向某一含有碳酸的水体加入重碳酸盐，问①总酸度、②无机酸度、③总碱度、④酚酞碱度和⑤CO2酸度是增加、减少，还是不变？
２．在一个视作封闭体系的25℃水样中，加入少量下列物质时，碱度如何变化？
（1）HCl
（2）NaOH（3）CO2（4）Na2CO3（5）NaHCO3（6）Na2SO4。
答：
根据碱度表达式
[ALK] ＝ 2[CO32－] ＋ [HCO3－] ＋ [OH－] － [H+]
和上述物质在水中的离解知识，可得其结果如下：
（1）碱度减小；
（2）碱度增大；（3）碱度不变；（4）碱度增大；（5）碱度增大；（6）碱度不变。
３．用0.020mol/l的盐酸滴定100.00ml水样以测定碱度。
当滴定至酚酞变色时耗用了3.00ml盐酸；然后继续滴定至甲基橙变色时，又用去了12.00ml盐酸。
求此水的酚酞碱度和总碱度各是多少？
解：
酚酞碱度 ＝ 0.020×3.00
100.00
＝ 6.0×10－4（mol/L）
总碱度 ＝ 0.020（3.00＋12.00）
100.00
＝ 3.0×10－3（mol/Ｌ）
答：
此水的酚酞碱度为6.0×10－4mol/Ｌ，总碱度为3.0×10－3mol/Ｌ。
４．在一个pH为6.5、碱度为1.6mmol/Ｌ的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少mmol/Ｌ的碳酸钠才能使水体pH上升至8.0？
若改用NaOH进行碱化，又需加多少碱？
解：
已知pH＝6.5时，总碱度[ALK]＝1.6mmol/Ｌ，查表得α值α＝1.710，
此时碳酸盐总量为CT＝α[ALK]＝1.710×1.6＝2.736（mmol/Ｌ）
再查表得pH＝8.0时的α值记为α'＝1.018
（１）用碳酸钠碱化，此时碳酸盐总量（记为CT'）和总碱度（记为[ALK]'）皆已变化。
设需加碳酸的量为ΔB（mmol/Ｌ）
则CT'＝CT＋ΔB，[ALK]'＝[ALK]＋2ΔB
∵CT'＝α'[ALK]'
∴CT＋ΔB＝α'（[ALK]＋2ΔB）
2.736＋ΔB＝1.018×（1.6＋2ΔB）
1.036ΔB＝1.107
ΔB＝1.069（mmol/L）
（２）用氢氧化钠碱化，此时CT不变，总碱度（记为[ALK]''）变化
∴[ALK]''＝CT／α'
＝2.736／1.018
＝2.688（mmol/L）
碱度变化值即为需加入的碱量（记为ΔB''）：
ΔB''＝[ALK]''－[ALK]
＝2.688－1.6
＝1.088（mmol/L）
答：
用碳酸钠碱化，需加入1.069mmol/L碳酸钠；若用氢氧化钠碱化，需用1.088mmol/L的氢氧化钠。
５．具有2.00×10－3mol/L碱度的水，其pH为7.0。
请计算此水中的[H2CO3*]、[HCO3－]、[CO32－]和[OH－]各是多少？
６．已有水A，pH为7.5，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pH值是多少？
解：
已知pH[ALK]查表得α
水A7.56.38×10－3mol/L1.069
水B9.00.80×10－3mol/L0.9592
由公式CT＝α（[ALK]＋[H+]－[OH－]）
得CTA＝1.069（6.38×10－3＋10－７。
５－10－６。
５）
＝ 6.820×10－3（mol/L）
CTB＝0.9592（0.80×10－3＋10－９－10－５）
＝ 7.58×10－4（mol/L）
CT混 ＝（CTA＋CTB）／2＝3.79×10－3 （mol/L）
[ALK]混＝（[ALK]A＋[ALK]B）／2＝3.59×10－3 （mol/L）
α混＝CT混／[ALK]混＝3.79×10－3／3.59×10－3＝1.056
查表得pH混＝7.6
７．在0.010mol/L的NaHCO3溶液中，若不使发生FeCO3的沉淀，最多能够存在多少Fe2+？
（已知碳酸的K1＝10－６。
３５，K2＝10－１０。
３3，FeCO3的Ksp＝10－１０。
７）
解：
NaHCO3是两性化合物，其溶液的pH值可用下式计算：
[H+] ＝（Ｋ1Ｋ2）1/2 ＝（10－６。
３５×10－１０。
３３）1/2 ＝ 10－８。
３４（mol/L）
溶液的pH＝8.34，查α系数表，得α2＝9.169×10－3
[CO32－]＝ α2CT
＝ 9.169×10－3×0.010
＝ 9.169×10－５（mol/L）
[Fe2+] ＝ Ksp／[CO32－]＝2.18×10－７（mol/L）
答：
最多能够溶存2.18×10－７mol/L。
８．请叙述有机配体对重金属迁移的影响。
９．什么是pE？
它与pH有何区别？
pE是平衡状态下（假想）的电子活度的负对数。
它衡量溶液接受或提供电子的相对趋势。
它与pH的区别是：
（１）pE是溶液氧化还原性的一种量度，pH是溶液酸碱性的一种量度；（２）pE表示的溶液中的电子活度是假想的，pH表示的溶液中氢离子活度是真实的。
１０．有一个深湖，其湖水的pE随湖的深度的增加将起什么变化？
１１．从湖中取出深层水，其pH为7.0，含溶解氧浓度为0.32mg/l，请计算其pE和E值。
解：
已知
1/4O2＋H+＋e1/2H2OpEo＝20.75
O2（g）O2（aq）kH＝1.28×10－3mol/（l*atm）
所以pO2＝[O2（aq）]／kH
＝（0.32×10－3/32）／（1.28×10－3）
＝7.81×10－3（atm）
pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]/[还原态]
＝pEo＋lg（pO2）1/4[H+]
＝20.75＋1/4lg（7.81×10－3）＋lg（1×10－7）
＝13.22
E＝0.059pE＝0.059×13.22＝0.78（V）
１２．从pH＝7.4的水样中测得Cr（Ⅲ）＝0.5nmol/l，Cr（Ⅵ）＝0.3nmol/l，求处于平衡状态时的pE和pEo值。
已知
CrO42－＋6H+＋3eCr（OH）2+＋2H2OlogK＝66.1
解：
根据公式
pEo＝1/nlgK＝66.1/3＝22.03
pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]
[还原态]
＝22.03＋1/3lg[CrO42－][H+]6
[Cr（OH）2+]
＝22.03＋1/3lg0.5－3×7.4
0.3
＝7.16
答：
此水样的pE＝7.16，pEo＝22.03。
１３．有一酸性溶液，其中Fe3+为10－5mol/l，Fe2+为10－3mol/l。
已知
Fe3+＋eFe2+lgK＝13.01，计算该平衡体系的pE值。
解：
根据公式pEo＝1/nlgK
pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]/[还原态]
得pE＝13.01＋lg[Fe3+]/[Fe2+]
＝13.01＋lg10－5/10－3
＝11.01
１４．天然水，其pH＝8.0，含有10－5mol/l的Mn2+，与γ－MnO2（s）处于平衡。
已知
γ-MnO2（s）＋4H+＋2eMn2+＋2H2O（l）lgK＝40.84，
计算该平衡体系的pE值。
解：
根据公式pEo＝1/nlgK
pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]/[还原态]
得pE＝40.84／2＋1/2lg[H+]4/[Mn2+]
＝20.42＋1/2lg[10－8]4/10－5
＝6.92
１５．天然水，其pH＝7.5，和大气（pO2＝0.21atm）保持平衡。
已知
1/2O2（s）＋2H+＋2eH2O（l）lgK＝41.55，
计算该平衡体系的pE值。
解：
根据公式pEo＝1/nlgK
pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]/[还原态]
得pE＝41.55／2＋1/2lg（pO21/2[H+]2）
＝20.78＋1/2lg（0.211/2×[10－7.5]2）
＝12.94
２．有水样Ａ，pＨ为7.3，碱度为6.34×10－3mol/L；另有水样Ｂ，pＨ为9.6，碱度为0.38×10－3mol/L。
若将A、B两水样以1∶1的比例混合，混合后水样的pH值是多少？
已知
pH
7．3
7．4
7．5
7．6
7．7
7．8
7．9
8．0
8．1
8．2
8．3
8．4
α
1．11
1．09
1．07
1．05
1．04
1．03
1．02
1．02
1．01
1．01
1．00
1．00
pH
8．5
8．6
8．7
8．8
8．9
9．0
9．1
9．2
9．3
9．4
9．5
9．6
α
0．99
0．99
0．98
0．98
0．97
0．96
0．95
0．94
0．92
0．91
0．89
0．86
解：
水A的pＨ为7.3，查表得α=1.11,由此可求得
CA=αA[碱度]A=1.11×6.34×10－3
１６．计算含铁总浓度为1×10－4mol/l，pH为2.0，和大气（pO2＝0.21atm）处于平衡的溶液中Fe3+和Fe2+的浓度。
解：
首先计算O2的pE值
1/4O2＋H+＋e1/2H2OpE。
＝20.75
pE＝pEo＋1/nlg（[氧化态]/[还原态]）
＝pEo＋lg（pO2）1/4[H+]
＝20.75＋1/4lg0.21＋lg（1×10－2）
＝18.58
然后计算溶液中的浓度。
Fe3+＋eFe2+lgK＝13.1
18.58＝13.01＋log（[Fe3+]/[Fe2+]）
5.57＝log（[Fe3+]/[Fe2+]）
[Fe3+]＝10－4（mol/l），[Fe2+]＝10－9.57（mol/l）
１7．pH＝7.0，含有Mn2+与γ－MnO2（s）处于平衡的天然水，同时与大气处于平衡。
求此水中的Mn2+浓度。
已知
γ-MnO2（s）＋4H+＋2eMn2+＋2H2O（l）lgK＝40.84，
解：
如课本例题，此时体系的pE值为13.58，所以
pE＝pEo＋1/nlg（[氧化态]/[还原态]）
pE＝40.84／2＋1/2lg（[H+]4/[Mn2+]）
13.58＝20.42＋1/2lg（[10－7]4/[Mn2+]）
[Mn2+]＝10－14.32（mol/l）
１８．在厌氧消化池中，和pH为7.0的水接触的气体含有65%的CH4和35%的CO2。
请计算此水的pE和E值。
解：
已知
1/8CO2＋H+＋e1/8CH4＋1/4H2OpEo＝2.87
pE＝pEo＋1/nlg（[氧化态]/[还原态]）
＝2.87＋log（pCO21/8[H+]/pCH41/8）
＝2.87＋log{[（65/100）1/8×10－7]/[（35/100）1/8]}
＝－4.16
E＝0.059（pE）＝0.059×（－4.16）＝－0.245（V）
答：
此消化池的pE为－4.16，E为－0.245V。
１９．在一个pH为10.0的SO42－－HS－体系中（25℃），其反应为：
SO42－＋9H+＋8eHS－＋H2O（l）
已知其pE0＝4.25。
如果体系化合物的总浓度为1.00×10－4mol/l，那么请给出下图中
（1）、
（2）、（3）和（4）的lgc－pE的关系式。
（图略）
解：
当pE＜＜pE0时，
（1）log[HS－]＝－4，
（2）pE＝pE0＋1/8lg（[SO42－][H+]9/[HS－]）
∴log[SO42－]＝51.2＋8pE
当pE＞＞pE0时，
（4）log[SO42－]＝－4，与
（2）同理，得
（3）log[HS－]＝－59.2－8pE。
２０．某河水的碱度[ALK]＝5.0×10-5mol/l，pH＝7.0，求与河水达平衡时的大气中CO2分压是多少？
（已知KH＝3.36×10－7mol/（l*Pa），pH＝7.0时，α。
＝0.183，α＝1.22）
解：
由公式
CT＝α（[ALK]＋[H+]－[OH－]）
＝1.22（5.0×10－5＋10－7－10－7）
＝6.1×10－5（mol/l）
再由公式CT＝（1/α。
）KHpCO2
得pCO2＝α。
/CTKH
＝（6.1×10－5×0.183）／3.36×10－7＝33（Pa）
答：
大气中二氧化碳分压是33Pa。
２１．有机配位体可影响颗粒物对重金属的吸附，可减少吸附量的是（C）。
A.谷氨酸B.2,3-PDCA
C.柠檬酸D.异己氨酸
２２．就氧化还原性而言，天然水体的一般情况是（B）。
A.氧化性B.上层氧化性，下层还原性
C.还原性D.上层还原性，下层氧化性
２３．在开放体系的碳酸平衡中，（D）不随pH的变化而变化，总保持与大气相平衡的固定数值。
A.CTB.[HCO3--]
C.[CO32－]D.[H2CO3*]
２４．造成水体富营养化的物质是（B）。
A.一般有机物B.含氮和含磷化合物
C.烃类化合物D.重金属化合物
２５．关于水中产生甲烷，下列陈述正确的是（C）。
A.消耗氧B.在有氧存在下产生
C.能减少水中的BODD.在好气性细菌的存在下产生
２６．淡水中阴离子组分含量的大小次序是（A）。
A. [HCO3－]＞[SO4２－]＞[Cl－]B. [Cl－]＞[SO4２－]＞[HCO3－]
C. [SO4２－]＞[Cl－]＞[HCO3－]D. [Cl－]＞[HCO3－]＞[SO4２－]
２７．解释下列名词：
水体水圈水体富营养化水污染碱度
污水的一级、二级、三级处理
２８．完成下列反应：
（１）CN－＋O2微生物→微生物，H2O,中性或弱碱性→
（２）{CH2O}n的降解
（３）蛋白质的降解
（４）脂肪的降解
２９．以知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下：
Fe3+＋H2O＝＝＝＝Fe（OH）2+＋H+ lgK1＝－22.16
Fe3+＋2H2O＝＝＝＝Fe（OH）2+＋2H+ lgＫ2＝－26.74
Fe（OH）3＝＝＝＝Fe3+＋3OH－ lgKsp＝－238
Fe3+＋4H2O＝＝＝＝Fe（OH）4－＋4H+ lgK4＝－223
2Fe3+＋2H2O＝＝＝＝Fe2（OH）24+ lgK＝－2.91
请用pc－pH图来表示Fe（OH）3在纯水中的溶解度与pH的关系。
解：
Fe（OH）3＋3H+＝＝＝Fe3+＋3H2O
*K。
＝Ks。
（Kw）－3 ＝10－3８（10－１４）－3＝104
①p[Fe3+]＝－4＋3pH
Fe（OH）3＋2H+＝＝＝Fe（OH）2+＋2H2O
*K1＝*K。
K1＝10410－２。
１６＝101.84
②p[Fe（OH）2+] ＝ －1.84＋2pH
Fe（OH）3＋H+＝＝＝Fe（OH）2+＋H2O
*K2＝*K。
K2＝10410－6。
74 ＝ 10－2。
74
③p[Fe（OH）2+]＝2.74＋pH
Fe（OH）3＋H2O＝＝＝Fe（OH）4－＋H+
*K4＝*K。
K4＝10410－23＝10－19
④p[Fe（OH）4－]＝19－pH
2Fe（OH）3＋4H+＝＝＝Fe2（OH）
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