地球化学习题答案 联系客服

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3)气液包裹体成分研究;

4) 实验模拟.

8.什么是共同离子效应?什么是盐效应?

答题要点:

共同离子效应:在难溶化合物的饱和溶液中加入与该化合物有相同离子的易溶化合物时,使原难溶化合物的溶解度降低。

盐效应:当溶液中存在易溶盐类时,溶液的含盐度对元素的溶解度有影响。溶液中易溶电解质的浓度增大,导致其他溶解度增大的现象。

9.天然水的pH值范围是多少?对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义?

答题要点:

在自然界,水溶液是接近中性的,在弱酸性至弱碱性范围内变化,其PH值一般是4-9,火山口喷气可达3左右;在腐殖质分布区,PH为5-6.5;在干热地区,PH一般为7-8;海水的PH值一般为8.1-8.3;沙漠地区的土壤水和干涸盐湖水的PH值一般≥9,甚至更高;在硫化物矿床氧化带,PH值最低,甚至可以是负值。

意义:

1) 不同元素迁移要求的pH不同;

2) 影响氢氧化物自盐类溶液中沉淀,碱性条件下沉淀,酸性溶液下溶解;

3) 影响元素共生或分离;

4) 影响两性元素的迁移形式;

5) 影响酸碱反应的方向;

6) 影响盐类的水解。

10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响。

答题要点:

pH值影响:如自然界有两种Fe帽类型:纯铁帽和铁锰帽。在表生作用过程中,当水介质为偏酸性时, Mn大部分淋失, 而Fe(OH)2, Fe(OH)3是稳定的,形成纯铁帽;而当水介质呈弱碱性时, Fe、Mn氢氧化物都沉淀,而形成铁锰帽。

Eh值影响: 早期形成于还原环境中的黄铜矿矿体(铜以独立矿物CuFeS2的形式存在),在后期的地壳抬升过程中与围岩一起隆起,转入遭受地表风化剥蚀的阶段。矿体逐步暴露于地表,其中的Cu元素在表生氧化条件下以溶于水的Cu离子形式,随地表和地下水向低处迁移。Cu的赋存形式发生如下变化:

2+

11.标准电极电位EΘ及环境的氧化还原电位Eh,在研究元素地球化学行为方面有什么作用?

答题要点:

E和Eh值确定了变价元素的价态,当E

Θ

ΘΘ

>Eh时,变价元素以低价态形式存在。

元素的价态和存在形式不同,元素的迁移能力液不同。大部分元素在以氢氧化物形式存在时,低价易迁移,当环境突然转变为氧化环境时,元素迁移能力急剧降低,环境突然转变处就构成氧化障。当元素呈酸根或络合物形式存在时,高价易迁移,当环境突然转变为还原环境时,元素迁移能力急剧降低,环境突然变化的地带就构成还原障。

影响因素:组分影响第一,温度影响第二,当反应有氢离子,氢氧根离子参加时,受pH值影响。

12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。

答题要点: 1)元素 聚集状态;

2)元素和化合物的性质;

3)晶体场效应。

13.自然界中地球化学热力学体系基本特点是什么?

答案要点:

自然界地球化学热力学体系的特点:

1)是一个热力学体系, 它处于地壳(岩石圈)的热力学条件下,由于地壳(岩石圈)各个部分的热力学条件差异而不断地变化;

2)多数地球化学体系是开放体系,少数接近封闭体系;

3)地球化学体系的不可逆性和不平衡性是绝对的。但在自然界不少作用过程往往又是有向着平衡方向进行的趋势,也可以局部地、暂时地达到动态平衡,在形式上呈现相对稳定状态。

14.自然体系中哪些特征可作为体系达到平衡态的证据与标志?

答案要点:

1) 矿物共生组合在时间上、空间上的重复出现;

2)一定化学成分的矿物共生组合, 随其形成条件而改变;

3)常见岩石(矿石)中主要矿物的种数有限。

15.讨论相律及其应用。

答案要点:

相律就是平衡态下,体系中相、组分和变量间的关系。其表达方式有:

1)吉布斯相律: F=k-Φ+2 (自由度=独立组分数-相数+2);

2)戈尔斯密特矿物相律: F≥2, Φ≤K (平衡因素自由度至少有T、P 两个;矿物数≤组分数);

3)柯尔仁斯基相律: Φ≤K惰 :在一定温度、压力,一定活性组分化学位的条件下,相互平衡的矿物数不超过惰性组分数。

地球化学应用相律两个方面:

1)推测某种岩石、矿石是否达到平衡;2)利用相律绘制和解释地球化学相图。

16.编制相图的原理和方法。

答题要点:

编制相图是热力学研究矿物相平衡关系的重要手段。 计算步骤:

1)根据化学反应方程式中出现的相, 按其物态和多形变体查阅有关的热力学数据: △H298, △S298 , △G298 , V298 , CP 等;

0

0

0

0

2)计算标准状态下(T=298K, P= 1x10帕)的反应的熵变△S

50反应和 △H

0反应 ;

3)依据计算的精度要求,可以引入一些必要的假设条件,如:△CP(等压真分子热容的变量)=0或定值,活度=1(固相:a=1);

4)以吉布斯自由能公式作为基本公式,计算任意温度、压力下的化学反应自由能值,界入假设条件,给予简化,列出任意温度、压力条件下的化学反应自由能值(△GT)与P、T、a变量的关系式。当反应达到平衡时,△GT=0,代入已知的焓变、熵变等值,即可获得共生矿物组合平衡时T~P之间关系式或T~P~ a 之间关系式。

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