2011年环境化学专业考研测试题及参考答案

2010年07月05日 来源:万学海文
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    五 计算题(每题10分,共10分)
    
    水样A的pH为7.5,碱度为5.38mmol.L-1,水样B的pH为9.0,碱度为0.70mmol.L-1,若这两种水样以3:2的体积比混合,计算混合后水样的pH和其中的Ca2+浓度(化简到有关H+的方程)。(碳酸电离的平衡常数为:pK1=6.35,pK2=10.33;CaCO3的Ksp=10-8.32)
    
    [总碱度] = CT(α1 +α2) + Kw/[H+] –[H+]
    
    CT = [1/(α1 +2α2)]{[总碱度] + [H+] –[OH-]}
    
    令 α = 1/(α1 +2α2)
    
    当pH值在5-9范围内,[总碱度]≧1.0mmol/L时,[H+] 、[OH-]项可以忽略不计,CT值与总碱度之间存在简化关系:
    
    CT =α [总碱度]
    
    依据题意,这两种水以2:3的体积比混合时,总碱度和碳酸盐总量不变
    
    [总碱度]混合 = (2[总碱度] pH=7.5 + 3[总碱度] pH=9.0)/5
    
    CT混合= (2CT pH=7.5 + 3CT pH=7.5)/5
    
    计算出[总碱度]混合 和CT混合
    
    [总碱度]混合 = CT混合(α1混合+α2混合) + Kw/[H+]混合–[H+]混合
    
    将α1混合和α2混合用H+的方程表示,即最终的表达式也就可以表示出来。
    
    Ca2+浓度根据溶度积规则将其表示成Ksp、CO32-离子浓度的形式,然后将CO32-离子浓度用上边的CT混合和α2混合的H+的方程表示出来。
    
    该题不用计算结果,化简到有关H+的方程即可。
    
    六 综合题(第1题8分, 第2题7分,共15分)

    
    1具体解释氮的微生物转化过程及其中涉及的硝化、反硝化过程作用细菌的特征。
    
    综合题答案略
    
    主要将氮的五种微生物转化过程的定义、硝化、反硝化过程作用细菌的特征说明清楚。
    
    2 讨论pc-pH图、pc-pE图、pE-pH图的含义、画法以及区别。
    
    pc-pH图:描述水环境物质浓度随pH的变化,可以看出在不同pH值下水环境中物质的浓度情况;一般是针对某一在不同pH下可以互相转化的系列物质,列出每一种成分与pH值的关系式,然后按照这些方程式画图。在涉及沉淀反应时可以确定沉淀区域及其边界。
    
    pc-pE图:描述水环境物质浓度随pE的变化,可以看出在不同pE值下水环境中物质的浓度情况;一般是针对某一在不同pE下可以互相转化(发生氧化还原反应)的系列物质,列出每一种成分与pE值的关系式,然后按照这些方程式画图。
    
    pE-pH图:描述水环境中溶液的pE值随pH的变化,可以看出在不同pH值下溶液的pE(即氧化还原状态)情况;一般是针对某一在不同pE下可以互相转化(发生氧化还原反应)的系列物质,保持总浓度一定,列出每一种成分的pE与pH值的关系式,然后按照这些方程式画图,就会出现不同氧化还原区域及其边界。
    
    区别:参数关系不同,针对反应不同,含义不同,使用范围和限制条件不同。(同学需要具体分析一下)
    
    主要将这3种图的含义表述清楚,列出其画法的具体步骤。关键通过学习和思考,将他们之间的区别找出来。


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