3475环境化学复习资料

一、名词解释复习题

二次颗粒物：大气中某些污染组分之间，或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物。 TSP：粒径在100微米以下的颗粒物。 飘尘：粒径≤10微米的颗粒物。 降尘：粒径在10-100微米间的颗粒物。

可吸入粒子（IP）：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。DP≤10微米。

温室效应：大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外江，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为—。能够引起温室效应的气体，称为温室气体。

酸度：水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质的部量。 碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即接受H+的物质总量。 永久硬度：由水中的Ca2+、Mg2+的SO42-、Cl-盐为主引起的硬度。 暂时硬度：由水中的Ca2+、Mg2+的HCO3-、CO32-盐为主引起的硬度。 BOD:指在一定体积的水中有机物降解所要耗用的氧的量。

氧化曲线：有机物进入某一水体后引起水体中溶解氧发生变化所得到的曲线。 POPs的含义：即持久性有机污染物的英文缩写。

逐级生成常数：中心离子或化合物在酪合反应中一般只能接受一个配位体，叫— 积累稳定常数：中心离子一次可以接受几个配位体反应中所生成的常数。 KOC：标化的分配系数，即以有机碳为基础表示的分配系数。 PAHS的含义：多环芳烃类化合物的英文缩写。 BODT的含义：总的生物化学需（耗）氧量的英文缩写

KOW：正辛醇一水分配系数，即化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。 BCF：生物浓缩系数

TDS的含义：即总的可溶性盐（固体）的英文简写。 BCF的含义：是生物浓缩因子(系数)的英文缩写。

生长代谢：微生物代谢时，一些有机污染物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳。 共代谢：不能作为微生物的唯一碳类推和能源，必须由另外的化合物提供。

永久电荷：在矿物形成过程中，由于发生了同晶置换作用使原有土壤胶体带有电荷，称之为永久电荷。 可变电荷：随介质PH值改变而改变的电荷。

1．QSAR的含义：指定量的结构活性关系的英文缩写。 PAN的含义：过氧乙酰脂的英文缩写。

10．光化学过程：是指物质吸收光量子后形成激发态物质，并导致后者进一步反应生成了新的化学物质的过程。

11．氧化成核作用：是指大气中的NOX、SO2等在大气中经过一系列反应而生成硫酸、及其相应的盐类化合物，而作为凝结核，最后

形成云滴、雨滴等等过程。

12. 云下清除作用：又称冲刷作用，是指大气中形成的雨滴在下降过程中碰撞大气中由NOx 、SO2等形成的核，同时吸收大气中的污染物

质如NOx 、SO2等，而将它们一并带至地表的过程。

13．雨除作用：是指大气中的NOX、SO2等污染物质在大气中经过一系列的氧化反应后形成、硫酸及其盐类，形成凝聚核，并进一步

吸收NOX、SO2及大气中的水蒸气形成云滴和雨滴，进而去除大气中的酸性物质的过程。

14．云内清除作用：又称雨除作用，是指在酸雨形成过程中，NOx和SO2在大气中氧化成核，之后通过核之间相互碰并，并吸附水蒸气和

NOx、SO2等形成雨滴的过程。

15．敏化光解：指由光敏剂存在所引起的光化学反应。

16．气溶胶：指大气中以固态或液态形式存在的颗粒物均匀地分散在大气中所构成的分散体系。 17．大气温度层结：即静大气的温度在重直方向上的分布。

18．硫酸烟雾：是指由SO2和烟尘经过一系列的氧化反应后所形成的硫酸及其盐类的混合物，它为黄色烟雾。 19．干沉降：是指大气中的酸性物质以气流方式达到地面的现象。 20．自由基：即由于共价键的均裂所生成的化学碎片。

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21．阈剂量：是指长期暴露在毒物下，引起生物有机体损伤的最小剂量。

22．优先污染物：是指在众多的环境化学物中筛选出来的、加以优先研究和控制的污染物，其潜在危险性和毒性一般较明显。 23．非碳酸盐硬度：是指水中的Ca2+、Mg2+等与SO42-、Cl-、NO3-等形成存在所形成的硬度。 24．土壤盐基饱和度：是指土壤胶体所吸附的盐基离子占该土壤胶体所吸附的阳离子总和的百分比。

25．生长代谢：有机污染物可以作为微生物的食物源，可提供微生物生长所需的能源和碳源，此时有机污染物发生的降解代谢。 26．累积稳定常数：中心离子同时与两个以上的配体结合而得到的形成常数。

27．拮抗作用：是指几种污染物质同时存在时，他们的危害比这几种污染物质单独存在时的危害之和小的一种现象。 28．盐基饱和土壤：是指土壤胶体上吸附的阳离子全部为盐基离子的土壤,其盐基饱和度为100％。 29．土壤盐基饱和度：指土壤胶体所吸附的盐基离子占该土壤胶体所吸附的阳离子总和的百分比。 30．暂时硬度：是指水中Ca2+、Mg2+等以碳酸盐、碳酸氢盐形式存在而产生的水体硬度。 31．次生矿物：是由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。

32．富营养化作用：即由于水体中N、P等营养元素进入水体后引起水体中的藻类大量繁殖，致使水体的DO异常变化，致使水体功能改

变或丧失，水质恶化的一种现象。

33．拮抗作用：是指几种污染物质同时存在时，他们的危害比这几种污染物质单独存在时的危害之和小的一种现象。 34．累积稳定常数：中心离子同时与两个以上的配体结合而得到的形成常数。

35．增溶作用：是指表面活性剂等有机质能增加某些难溶性有机污染物在水中溶解度的现象。

36．生物富集：是指生物通过非吞食方式，从周围环境蓄积某种元素或难降解物质，使其在有机体内浓度超过周围环境浓度的现象。 37．被动易化扩散：指某种污染物从高浓度一侧，在与生物膜上的特异载体蛋白质相结合后通过生物膜达到低浓度一侧，并释放出来的过

程；在这一过程中不需要消耗能量。

38．专属吸附：指在吸附过程中，除了化学键以外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用的一种吸附形式。

39．生物放大：是指在同一食物链上的生物，通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在生物机体中的浓度随营养级提高

而增大的现象。

40．甲基橙酸度：指在测定水体酸度时，以甲基橙为指示剂所测得的水溶液的酸度，其终点pH为3.1－4.4之间。

二、填空复习题

1. 表面活性剂按亲水基团的结构和类型可分为四种，即 阴离子 表面活性剂、阳离子 表面活性剂、两性 表面活性剂和 非离子 表面活

性剂。

2. PAHs系指 多环芳烃类化合物，它在环境介质中的 非生物降解过程 主要包括 光解 和 氧化。 3. 物质通过生物膜的方式有：膜孔滤过、被动扩散、被动易化扩散、主动转运、胞吞和 胞饮。

6.在无氧氧化中的受氢体主要包括有机底物转化生成的中间产物和某些无机含氧化合物，后者主要有CO2、SO42- 和 NO3-。

7.生物放大是指在同一食物链上的生物，通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在生物机体中的浓度随营养级提高而增

大的现象。

8.表面活性剂的生物降解机理主要是烷基链上的甲基氧化、β-氧化、芳香环的氧化降解和脱磺化。

10.污染物质在有机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。前三者称为转运，而排泄和生物转化称为消除。 11.多糖类微生物降解的基本途径包括：多糖水解成单糖、单糖酵解成丙酮酸和水，后者再进一步转化为CO2等。 12.有毒有机污染物质的生物转化途径复杂多样，但其反应类型主要有：氧化、还原、水解和结合反应四种。

13.污染物的慢性毒性作用，一般以阈剂量（浓度）来表示，阈剂量（浓度）是指在长期暴露毒物，会引起机体受损害的最低剂量（浓度）。 14.污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学、或生物的作用转化为另一种物质的过 程。 18．重金属是具有潜在危害的重要污染物，因为它不能被微生物分解，相反可以发生生物

转化作用，并能将某些重金属转化为毒性更强的金属有机化合物。

19 .表面活性剂的生物降解机理主要是烷基链上的甲基氧化、β氧化、芳香环的氧化降解和脱磺化。 20. 污染物的慢性毒性作用，一般以阈剂量（浓度）或最高允许剂量（浓度）来表示。

21. 影响污染物质微生物降解的环境条件主要包括：温度、pH、含水量、溶解氧及共存物质的种类和浓度等。 22. 有毒有机污染物质的生物转化途径复杂多样，但其反应类型主要有：氧化、还原、水解和结合反应四种。 23. 蛋白质的微生物降解的基本途径是：蛋白质水解成氨基酸，后者经脱氨脱羧生成脂肪酸。

24. 环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。

25. 生物富集是指生物通过 非吞食 方式，从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内的浓度 高于 周围环境中的浓度的现

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象。

26. 微生物降解脂肪的基本途径如下：脂肪水解成 脂肪酸 和 丙三醇 ；后两者进一步转化，最后生成二氧化碳和水。 27. 影响有机污染物微生物降解速率的环境条件包括： 温度、 pH 值、 营养物质、溶解氧和共存物质等。 28. 引起环境污染的因素有：物理的，化学的和生物的三个方面。

43.污染物质的水解速率常数Kh = Ka [H+] + KN + Kb [OH-] ，其大小主要决定于水解介质的pH值和污染物本身的性质。

44.与吸附作用相比，分配作用有如下三个特点，一是吸附等温线呈线性 ，二是分配作用与吸附位无关，三是分配作用放热少。 45.有机磷类农药的非生物降解过程主要包括 水解 和 光解（光氧化）两种途径。

46.大气中的颗粒物对酸雨的作用可以归纳为两个方面，一方面大气颗粒物促进气态污染物的转化,另一方面大气颗粒物可以对酸性降水起

缓冲或中和作用。

47. pE系指体系中电子活度的负对数，对于同一个体系，其pE= 16.9 E (V)。 48.据研究As5+的毒性比As3+的毒性小，而且后者还可与酶蛋白分子中的巯基反应，从而抑制酶的生物活性。

49.次生矿物大多是由 原生矿物经化学风化等作用形成的新矿物，其化学组成和晶体结构有所改变；岩石的化学风化作用主要分为氧化、

水解和酸性水解三个历程。

50. 对于某一类有机污染物而言，若其烷基支链越多、分支程度越大，其生物降解性就越 难（小）；若其分子中有氯原子取代基存在，

则随着氯原子取代数目的增加，其生物降解速率变小。

51. 有机污染物甲烷发酵所需的适宜pH范围为7-8，要求的C/N比为25-30:1。 52.自由大气的逆温有乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温等。

53.MMD表示最大混合层高度，当其小于1500米时，城市会普遍出现污染现象。

54.据研究引起水体富营养 化的藻类的组成为C106H263O110N16P，按照最小养分律，在水体富氧化过程中应特别加强N和P的控制。 55.水中颗粒物对污染物质的吸附作用包括：表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。 56.农药在土壤中的迁移主要有扩散和质体流动两个过程。

57.污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学、或生物的作用改变其结构或转变为 另一种物质的过程。 58.大气中的颗粒物的去除过程包括：干沉降和湿沉降。

三、简答复习题

形成重金属硫蛋白或植物络合素。

非离子型有机物在土壤—水体系的分配作用1、吸附等温线呈线性；2、不存在竞争吸附；3、放热少。分配作用与有机污染物的Sw呈反相关。不过分配作用受土壤湿度影响大。

有机磷农药的非生物降解过程主要包括吸附催化水解和光降解。

生物膜：主要由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的、厚度为75-100A0的流动变动复杂体。 物质通过生物膜的方式有：膜孔滤过、被动扩散、被动易化扩散、主动转运、胞吞和胞饮。

污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。前三者称为转运，而排泄和生物转化称为消除。

生物转化中的酶主要包括六大类，即氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶。按其成分酶可分为：单成分酶和双成分酶两大类。

生物氧化中的氢传递过程：1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程；

有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程；3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的递氢过程；4、无机氧化中某些有机含氧化合物作受氢体的递氢过程。

糖类的微生物降解基本途径：多糖水解成单糖、单糖酵解成丙酮酸、丙酮酸的转化等。

微生物降解脂肪的基本途径如下：脂肪水解成脂肪酸和甘油；甘油转化成丙酮酸、脂肪酸转化（经β-氧化后进入三羧酸循环）。 蛋白质的微生物降解途径：蛋白质水解成氨基酸，氨基酸脱氨脱羧成脂肪酸。

有毒有机污染物质的生物转化途径复杂多样，但其反应类型主要有氧化、还原、水解和结合反应四种。前三个反应将活泼的极性基因引入亲脂的有机毒物分子中，使其水溶性和极性增加，故将氧化、还原和水解反应称为有机毒物生物转化的第一阶段反应；第一阶段反应的产物或具有适宜功能基团的原毒物与内源性有机化合物（如葡萄糖、氨基酸、谷胱甘肽等）所进行的结合反应称为第二阶段反应（又称轭合反应）。1、氧化反应类型：混合功能氧化酶加氧氧化（即单加氧酶），脱氢酶脱氢氧化，氧化酶氧化；2、还原反应类型：可逆脱氢酶加氢还原，硝基还原酶还原，偶氮还原酶还原，还原脱氢酶还原；3、水解反应类型：羧酸酯酶使脂肪族酯水解、芳香酯酶使芳香族酯水解、磷酯酶使磷酸酯水解、酰胺酶使酰胺水解；4、重要的结合反应类型：葡萄糖醛酸结合、硫酸结合、谷胱甘肽结合。

烃类的微生物降解：可发生末端氧化、次末端氧化、双端氧化，逐步生成醇、醛及脂肪酸，而后经β-氧化进入三羧酸循环，最后降解成

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CO2和水。其中以烷烃末端氧化最为常见。

常见烃类化合物的微生物降解性： 烯烃> 烷烃 >芳烃 >多环芳烃 >酯环烃；正构烷烃>异构烷烃；直链烷烃>支链烷烃；苯>烷基苯类>多环化合物。

氮在环境中的主要形态：空气中的N2、生物体内的蛋白质和核酸等有机氮化合物及生物残体变成的各种有机氮化合物、胺盐和盐等无机氮化合物。这三种形态可在自然界中相互转化（微生物作用下），其中主要的转化有同化、氨化、硝化、反硝化和固氮等。 同化：绿色植物和微生物吸收硝基态氮和铵态氮、组成机体中蛋白质、核酸等含有氮有机物质的过程， 氨化：所有生物残体中的有面氮化合物，经微生物分解成氮态氮的过程。 硝化：氨在有氧条件下通过微生物作用，氧化成盐的过程。 反硝化：盐在通气不良条件下，通过微生物作用而还原的过程。 固化：通过微生物的作用把分子氮转化为氨的过程。

硫在环境中有单质硫、无机硫化合物和有机硫化合物三种形态；这些硫形态可在微生物及其它生物的作用下进行相互转化。

汞在环境中的存在形态有金属汞、有机汞化合物和无机汞化合物三种。它们的毒性大小，按无机汞、金属汞、有机汞顺序递增，其中以烷基汞的毒性

什么是光化学烟雾？光化学烟雾的形成条件是什么？机理是什么？其现象有什么特征？答：光化学烟雾现象：含有氮氧化物和碳氢化物等第一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等，由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是NO2光解，光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氢化物存在，大气温度较低，而且有强的阳光照射。根据光化学烟雾的日变化曲线，光化学烟雾在白天生成，傍晚消失。污染高峰出现在中午或稍后。

根据下表计算结果说明:B地降水中SO42-和NO3-总含量明显低于A地,但为何B地降水也是酸雨?

A地 B地 SO42- 0.1384 0.0354 NO3- 0.0224 0.0306 Ca2+ 0.0383 0.0070 NH4+ 0.0672 0.0311 答:造成酸雨的结果是由两种因素决定的，一是致酸物质SO42-和NO3-，二是碱性物质Ca2+和NH4+。在B地区，尽管SO42-和NO3-的含量都比A地区低，但降水中的Ca2+和NH4+比A地区中的更低，因而B地区的降水仍然是酸雨。

简介某一含Cu2+废水排入某一河流后可能发生的迁移转化过程。 答: 物理过程：扩散，沉降，蒸发，随水流动等；

物理化学过程：吸附－解吸，共沉淀作用及絮凝作用等；

化学过程：沉淀－溶解 氧化－还原，水解，光解，络合－螯合作用等； 生物过程：生物吸收同化，生物降解代谢，生物转化等。 以上几个过程可以同时发生、交叉进行。

. 简介汞污染的特点及水俣病的主要致病物质是什么。

答: 可概括为三个方面：一是汞可以单质形式存在；二是汞及其化合物特别容易挥发；三是汞及其化合物易发生甲基化作用。水俣病的主要致病物质为：甲基汞、乙基汞和丙基汞。

分析表面活性剂的增溶作用原理，简介表面活性剂在修复石油污染环境中的应用机理。

答: 表面活性剂因有一个极性（亲水）基团和一个非极性（亲脂）基团，它们能增加某些难溶于水的有机污染物在水中的溶解度，这就是增溶作用的原理。表面活性剂可增加石油等污染物在水溶液中的溶解量。一方面可使之在水环境中分散良好，增加其在水中的溶解度，增加环境中微生物与之接触的界面，增加微生物降解它们的机会；另一方面还可以改观外在表现，改善视觉和景观的污染。

简述植物对重金属污染产生耐性的几种机制。答：植物对重金属污染产生耐性的几种机制（即耐受机制）：①植物根系通过改变根标化学性状、原生质泌溢等作用重金属离子跨膜吸附；②重金属与植物的细胞壁结合；③酶系统的作用（耐性品种或植株中有保护酶活性的机制）；④形成重金属硫蛋白或植物络合素。

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简介环境化学的主要研究内容和我国当前优先考虑的几大环境化学问题。

答：① 主要研究内容：环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。 ② 我国优先考虑的几大问题：以有机物污染为主的水质污染问题；以大气颗粒物和SO2为主的城市空气污染问题；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染问题。

简述大气颗粒物的三模态及去除大气颗粒物的主要途径有哪些?

答：大气颗粒物的三模态是爱根核模、积聚模和粗粒子模；其去除过程包括干沉降和湿沉降。

简述多氯联苯（PCBs）的结构特征、理化特性和主要转化途径。

答：多氯联苯（PCBs）是一组由多个氯原子取代联苯分子中氢原子而形成氯代芳烃类化合物，由于其理化性质稳定，用途广泛，已成为全球性环境污染物，备受人们关注。PCBs在环境中的主要转化途径是光化学分解和生物转化。

简介砷在水和土壤中存在的主要化学形态有哪些？并分析砷污染土壤作旱地优于作水田的原因。

答：砷在天然水中以H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3-存在。在土壤中，砷主要与铁、铅水合氧化物胶体结合的形态存在，水溶态含量极少。砷污染土壤作旱地优于作水田的原因有三；土壤Eh降低时，As5+还原为As3+，后者溶解度增大；As3+毒性大大地大于As5+；As5+易被土壤胶体吸附，所以As5+的植物吸附性较小，而As3+则难被土壤胶体吸附，植物比较容易吸收As3+。

. 简介多环芳烃（PAH）的天然源和人为源。

答：其天然源是：陆地和水生植物、微生物的生物合成，森林、草原的天然火灾以及火山活动等。其人为源：各种矿物燃料、木材、纸以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原气氛下热解形成的。此外，食品经过炸、炒、烘、烤、熏等加工后也会生成多环芳烃。

土壤中重金属向植物体内转移的主要方式及影响因素有哪些？

答：污染物（包括重金属）在土壤—植物体系中的迁移方式主要有：被动转移和主动转移两种。影响重金属在土壤—植物中迁移方式的因素有：重金属的种类、价态、存在形式以及土壤和植物的种类、特性。

表面活性剂有哪些类型？它的生物降解机理主要有哪些?

答：表面活性剂按亲水基团结构和类型可分为四种：阴离子表面活性剂、阳离子表剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂。其中阳离了表面活性具有杀菌能力，所以研究其微生物降解时必须注意负荷量和微生物的驯化。表面活性剂的生物降解机理主要是烷基链上的甲基氧化（氧化）、β氧化、芳香环的氧化降解和脱磺化。

四、写反应式题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） . HO + NO2→ HNO3

RCHO + hν+2O2 → RO2·+ HO2·+ CO CH3(CH2)16COOH +26O2 → 18CO2+18H2O RCHO +·OH +O2 → RC(O)O2·+ H2O CFCl3+ hν→ CFCl2+Cl .O+ClO→Cl+O2 ．HO+NO2 →HNO3

RC(O)O2·+ NO → NO2 + RO2· + CO2 .RCHO+NO3→RCO+HNO3 .H + HCO → H2+CO .2HO2→ H2O2+O2

.HSCH2CH(NH2)COOH厌氧细菌 CH3-CO-COOH+H2S+NH3

五、计算复习题

1．从湖水中取出深层水，其pH=7.0,含溶解氧浓度为0.32 mg·L-1，请计算该水体的pE和Eh各为多少？（已知：O2 + 4H+ + 4e = 2H2O，pEo = 20.75V）。

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2.用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为3.00 × 10-3 mol·L-1，溶液中每克悬浮物固体吸附溶质为0.50 × 10-3 mol·L-1，当平衡浓度降至1.00 × 10-3 mol·L-1时，每克吸附剂吸附溶质为0.25 × 10-3 mol·L-1，问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少？ 4. 已知某水体的pH为7.0，总碱度为2.0×10-3 mol·L-1，求CO2溶于水后体系中H2CO3*、HCO3-、CO32-的浓度及CT,CO3为多少？若体系中又存在Fe2(CO3)3，并已知[Fe3+]为1.0×10-5 mol·L-1,求KSP,Fe2(CO3)3(s)为多少？

5．在某水处理厂的厌氧消化池中，若与pH=8.0的水接触的气体中含有80%的CH4和20%的CO2，请计算该厌氧消化池的pE和Eh（对于反应：CO2(g)+8H++8e＝CH4（g）+2H2O，已知pE0=2.87）。

6. 某种水体中含Cd2+ 浓度为10-5 mol·L-1，水中同时也含有10-4 mol·L-1氯化物，若镉与氯形成络合物的积累常数分别为β1 = 100，β2 =398，β3 = 501，β4 =1000，求算各络合物形态的含量。假若该水体中同时存在[S2-] = 7.8 ×10-6 mol·L-1，试求CdS（S）的Ksp为多少？（假设络合反应不影响CdS的沉淀反应）

8.若某水体中[Cd2+]=1.0×10-3 mol·L-1,[Cl-]=1.0×10-5 mol·L-1。且知β1=34.7，β2=158.6，β3=501，β4=1000，请计算该水体中[CdCl+]、[CdCl20]、[CdCl3-]、[CdCl42-]各为多少？

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