2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——化學(xué)環(huán)保技術(shù)對(duì)資源利用的影響與分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪項(xiàng)技術(shù)主要利用物質(zhì)在固體表面發(fā)生的化學(xué)或物理吸附作用來(lái)分離或富集物質(zhì)，常用于廢氣處理和廢水中有害物質(zhì)去除？A.膜分離技術(shù)B.電解技術(shù)C.吸附技術(shù)D.萃取技術(shù)2.在處理低品位或共伴生礦產(chǎn)資源時(shí)，化學(xué)浸出技術(shù)的主要目的是？A.實(shí)現(xiàn)廢水的深度回用B.將固體廢棄物轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏wC.從礦石中高效提取目標(biāo)金屬或化合物D.降低冶煉過(guò)程中的能耗3.膜分離技術(shù)相比傳統(tǒng)蒸餾或吸附技術(shù)，在分離某些混合物（如近沸點(diǎn)物系）時(shí)可能具有的優(yōu)勢(shì)是？A.能處理高濃度鹽溶液，回收率極高B.設(shè)備投資成本低，操作簡(jiǎn)單C.可在接近常溫下進(jìn)行，能耗較低D.對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高4.氧化還原技術(shù)（如高級(jí)氧化技術(shù)AOPs）在資源化利用領(lǐng)域的一個(gè)典型應(yīng)用是？A.將有毒有機(jī)廢水直接回用于工業(yè)冷卻B.將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能C.將工業(yè)副產(chǎn)石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鈣板D.將廢水中溶解性污染物通過(guò)氧化或還原轉(zhuǎn)化為無(wú)害或可回收物質(zhì)5.生物冶金技術(shù)（Biohydrometallurgy）利用微生物的代謝活動(dòng)來(lái)提取金屬，其與傳統(tǒng)火法冶金或濕法冶金相比，在環(huán)境方面的潛在優(yōu)勢(shì)可能體現(xiàn)在？A.通常在高溫高壓下操作，金屬浸出率高B.可處理某些難以選冶的貧、雜礦石C.整個(gè)過(guò)程通常在近中性或溫和條件下進(jìn)行，能耗較低，污染相對(duì)較小D.設(shè)備投資大，回收周期長(zhǎng)6.溶劑萃取技術(shù)用于工業(yè)廢水處理時(shí)，其核心原理是利用萃取劑選擇性地溶解廢水中的目標(biāo)污染物，從而實(shí)現(xiàn)分離。影響萃取效率的關(guān)鍵因素之一是？A.攪拌速度B.萃取劑與水相的界面張力C.目標(biāo)污染物的性質(zhì)（如極性、分配系數(shù)）D.溫度7.對(duì)于從化石能源（如煤炭、石油）利用過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物（如煤矸石、石油化工廢渣）進(jìn)行資源化利用，化學(xué)環(huán)保技術(shù)的主要作用是？A.完全消除所有有害成分B.將廢棄物轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品或能源C.簡(jiǎn)單地填埋或焚燒處理D.僅用于降低廢棄物體積8.在評(píng)估某種化學(xué)環(huán)保技術(shù)應(yīng)用于資源回收項(xiàng)目的可行性時(shí)，通常需要考慮的主要經(jīng)濟(jì)因素不包括？A.技術(shù)設(shè)備的初始投資成本B.技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中的能耗和化學(xué)品消耗成本C.項(xiàng)目產(chǎn)生的環(huán)境效益的價(jià)值D.技術(shù)操作人員的管理費(fèi)用9.膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)結(jié)合了生物處理和膜分離技術(shù)，其在城市污水處理中的應(yīng)用主要優(yōu)勢(shì)是？A.能有效去除污水中的懸浮固體，出水水質(zhì)穩(wěn)定，占地面積小B.處理效率極高，可快速實(shí)現(xiàn)污水資源化（如生產(chǎn)飲用水）C.投資成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，無(wú)需添加化學(xué)藥劑D.特別適用于處理高濃度有機(jī)廢水10.化學(xué)吸附技術(shù)與物理吸附技術(shù)相比，其主要特點(diǎn)之一是？A.吸附過(guò)程通常在較低溫度下進(jìn)行B.吸附劑與吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)鍵的形成或斷裂C.吸附熱較低，接近氣體液化熱D.吸附過(guò)程可逆性強(qiáng)二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)明扼要地回答下列問(wèn)題。）11.簡(jiǎn)述化學(xué)浸出技術(shù)在低品位礦資源利用中面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)及其可能的化學(xué)環(huán)保對(duì)策。12.簡(jiǎn)述膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理中實(shí)現(xiàn)資源回收（如水回用、物質(zhì)回收）的基本原理。13.簡(jiǎn)述催化技術(shù)在化石能源高效清潔利用以及污染物轉(zhuǎn)化處理中的作用。14.簡(jiǎn)述化學(xué)方法在工業(yè)固體廢棄物（如礦渣、粉煤灰）資源化利用方面的主要途徑及其原理。三、論述題（每小題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，深入分析并回答下列問(wèn)題。）15.論述吸附技術(shù)在處理礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦廢水或廢氣時(shí)可能產(chǎn)生的環(huán)境影響，并提出相應(yīng)的化學(xué)環(huán)?？刂拼胧?。16.選擇一種你熟悉的化學(xué)環(huán)保技術(shù)（如生物冶金、高級(jí)氧化、膜分離等），詳細(xì)分析其在促進(jìn)某種特定資源（如廢舊電池、電子廢棄物、工業(yè)副產(chǎn)酸堿）利用或資源化方面的作用、優(yōu)勢(shì)以及存在的挑戰(zhàn)。17.綜合分析化學(xué)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用對(duì)實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用和推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要意義，并探討當(dāng)前化學(xué)環(huán)保技術(shù)在資源利用領(lǐng)域面臨的主要瓶頸與發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。）1.C*解析思路：吸附技術(shù)利用固體表面將氣體或液體中的溶質(zhì)分子吸附并富集，廣泛應(yīng)用于廢氣、廢水處理，符合題意。膜分離側(cè)重于篩分；電解是電化學(xué)過(guò)程；萃取利用溶劑選擇性溶解。2.C*解析思路：化學(xué)浸出（如酸浸、堿浸）是利用化學(xué)溶劑將礦石中的目標(biāo)礦物溶解出來(lái)，是實(shí)現(xiàn)從低品位或復(fù)雜礦石中提取有價(jià)值物質(zhì)的主要方法。3.C*解析思路：膜分離可在接近常溫下操作，能耗通常低于需要高溫高壓的蒸餾等方法，尤其適用于分離熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)或近沸點(diǎn)物系。其他選項(xiàng)并非其主要優(yōu)勢(shì)。4.D*解析思路：高級(jí)氧化技術(shù)等通過(guò)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基等，將廢水中難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為小分子無(wú)機(jī)物或可生物降解物，是實(shí)現(xiàn)污染物無(wú)害化或資源化的手段。5.C*解析思路：生物冶金通常在近中性、溫和條件下進(jìn)行，相比火法冶金能耗低、污染小，符合環(huán)境友好特點(diǎn)。其他選項(xiàng)描述不準(zhǔn)確。6.C*解析思路：萃取效率取決于目標(biāo)污染物在萃取相和萃余相中的分配系數(shù)（選擇性），這是決定性的因素。其他因素如界面張力、攪拌影響傳質(zhì)速率，但選擇性是根本。7.B*解析思路：資源化利用的核心是將廢棄物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的資源或能源，符合題意。其他選項(xiàng)描述過(guò)于絕對(duì)或不準(zhǔn)確。8.C*解析思路：評(píng)估可行性時(shí)主要考慮直接的經(jīng)濟(jì)成本（投資、運(yùn)行、人力等）和效益，環(huán)境效益的價(jià)值通常難以精確量化，且不直接構(gòu)成技術(shù)選擇的經(jīng)濟(jì)決策依據(jù)。9.A*解析思路：MBR結(jié)合了生物處理的高效降解能力和膜分離的高效固液分離能力，使得出水懸浮物濃度極低，水質(zhì)穩(wěn)定，且占地面積相對(duì)傳統(tǒng)處理工藝減小。10.B*解析思路：化學(xué)吸附涉及化學(xué)鍵（共價(jià)鍵或離子鍵）的形成，比物理吸附（范德華力）更牢固，吸附熱更高，過(guò)程不可逆性也可能更強(qiáng)。選擇性是關(guān)鍵特征。二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。）11.簡(jiǎn)述化學(xué)浸出技術(shù)在低品位礦資源利用中面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)及其可能的化學(xué)環(huán)保對(duì)策。*環(huán)境挑戰(zhàn)：浸出過(guò)程通常消耗大量水，產(chǎn)生大量酸性或堿性廢水（如酸浸礦產(chǎn)生酸性廢水，堿浸產(chǎn)生堿性廢水），含有重金屬離子、氰化物等有毒有害物質(zhì)，若處理不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重污染土壤和水源。同時(shí)，可能產(chǎn)生大量廢石和尾礦，占用土地，并可能含有殘留的有毒物質(zhì)。*化學(xué)環(huán)保對(duì)策：對(duì)浸出廢水進(jìn)行中和、沉淀、混凝、生化處理等綜合處理，確保達(dá)標(biāo)排放或回用。開發(fā)低耗水、低污染的浸出工藝（如生物浸出、無(wú)氰浸出）。對(duì)尾礦/廢石進(jìn)行環(huán)境修復(fù)（如覆蓋、淋溶治理）。發(fā)展廢水回用技術(shù)，減少新鮮水消耗。12.簡(jiǎn)述膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理中實(shí)現(xiàn)資源回收（如水回用、物質(zhì)回收）的基本原理。*基本原理：利用具有選擇性分離功能的薄膜材料，在外力（如壓力、濃度差、電化學(xué)勢(shì)差）驅(qū)動(dòng)下，使廢水中的不同組分（如水、溶質(zhì)、懸浮物）選擇性地通過(guò)膜，實(shí)現(xiàn)分離。例如，反滲透（RO）在壓力下使水通過(guò)淡化膜，留下鹽分和雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高純水回用；納濾（NF）可回收廢水中的部分鹽分或糖類；電滲析（ED）利用離子選擇性膜和直流電場(chǎng)回收廢水中的鹽分；膜蒸餾（MD）利用蒸汽壓差使水蒸氣透過(guò)膜，實(shí)現(xiàn)水與揮發(fā)性物質(zhì)的分離，并可與其他過(guò)程耦合回收有價(jià)值的揮發(fā)性物質(zhì)。13.簡(jiǎn)述催化技術(shù)在化石能源高效清潔利用以及污染物轉(zhuǎn)化處理中的作用。*在化石能源高效清潔利用中：催化技術(shù)是石油煉制、煤化工、天然氣轉(zhuǎn)化等過(guò)程的核心，能提高反應(yīng)速率、選擇性，降低反應(yīng)溫度和能耗，實(shí)現(xiàn)將復(fù)雜大分子（如烴類）轉(zhuǎn)化為更小、更清潔的燃料（如汽油、柴油）或基礎(chǔ)化學(xué)品（如合成氣）。例如，加氫裂化、加氫精制、費(fèi)托合成、甲醇制烯烴/芳烴等。*在污染物轉(zhuǎn)化處理中：催化技術(shù)用于尾氣凈化（如三元催化器轉(zhuǎn)化CO、HC、NOx為N2、CO2、H2O）、工業(yè)廢氣處理（如VOCs燃燒或吸附催化氧化）、水體污染治理（如高級(jí)氧化技術(shù)中的催化劑產(chǎn)生自由基降解有機(jī)物）等，能高效、選擇性地將污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害或低害的物質(zhì)。14.簡(jiǎn)述化學(xué)方法在工業(yè)固體廢棄物（如礦渣、粉煤灰）資源化利用方面的主要途徑及其原理。*主要途徑與原理：*礦渣：通過(guò)化學(xué)激發(fā)劑（如石灰、石膏、礦渣粉本身等）激發(fā)其潛在活性，使其發(fā)生水化反應(yīng)，生成具有膠凝性能的水化產(chǎn)物，用于生產(chǎn)水泥（如礦渣水泥）、混凝土摻合料、路基材料等。原理是利用其含有的硅、鋁氧化物與水和激發(fā)劑反應(yīng)。*粉煤灰：主要利用其玻璃體態(tài)的活性SiO2和Al2O3，在堿性激發(fā)劑（如石灰、水泥）或酸性激發(fā)劑（如硫酸鹽）作用下，發(fā)生水化反應(yīng)或火山灰效應(yīng)，生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物，用于生產(chǎn)水泥、混凝土摻合料、墻體材料、道路基層材料等。原理是活性SiO2和Al2O3與激發(fā)劑及水反應(yīng)，生成類似水泥水化產(chǎn)物的凝膠。三、論述題（每小題10分，共30分。）15.論述吸附技術(shù)在處理礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦廢水或廢氣時(shí)可能產(chǎn)生的環(huán)境影響，并提出相應(yīng)的化學(xué)環(huán)?？刂拼胧?。*環(huán)境影響：*廢水處理：吸附劑的大量使用會(huì)增加廢水處理的成本和操作復(fù)雜性。吸附飽和后的廢吸附劑若處置不當(dāng)（如直接填埋），其中的重金屬或其他吸附質(zhì)可能二次污染土壤和地下水。吸附過(guò)程可能產(chǎn)生含有高濃度污染物的濃縮液，需要進(jìn)一步處理。選擇吸附劑時(shí)若考慮不周，可能引入新的污染物。*廢氣處理：某些吸附劑（如活性炭）若管理不善，可能因風(fēng)化、雨淋等釋放吸附的污染物。吸附過(guò)程可能產(chǎn)生高濃度廢吸附劑或含有害物質(zhì)的濃縮物。吸附飽和后若處理不當(dāng)，存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)。*化學(xué)環(huán)?？刂拼胧?優(yōu)化吸附過(guò)程：通過(guò)選擇合適的吸附劑、優(yōu)化操作條件（溫度、壓力、pH、流速等），提高吸附效率，減少吸附劑用量和吸附劑飽和時(shí)間。*吸附劑再生與循環(huán)：研究經(jīng)濟(jì)高效的再生技術(shù)（如熱再生、化學(xué)再生、生物再生），盡可能實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生循環(huán)使用，減少新吸附劑的需求和廢吸附劑的產(chǎn)生。*廢吸附劑安全處置：對(duì)吸附飽和或無(wú)法再生的廢吸附劑，進(jìn)行穩(wěn)定化處理（如固化、包覆）后，按照危險(xiǎn)廢物規(guī)定進(jìn)行安全填埋或資源化利用（如作為原料在其他領(lǐng)域應(yīng)用）。*濃縮液處理：對(duì)吸附過(guò)程產(chǎn)生的污染物濃縮液，采用進(jìn)一步的物理化學(xué)或生物處理方法進(jìn)行深度凈化，確保達(dá)標(biāo)排放或資源化利用。*選擇環(huán)保型吸附劑：優(yōu)先選用低毒、易再生、可再生、環(huán)境友好的吸附劑材料。16.選擇一種你熟悉的化學(xué)環(huán)保技術(shù)（如生物冶金、高級(jí)氧化、膜分離等），詳細(xì)分析其在促進(jìn)某種特定資源（如廢舊電池、電子廢棄物、工業(yè)副產(chǎn)酸堿）利用或資源化方面的作用、優(yōu)勢(shì)以及存在的挑戰(zhàn)。*選擇技術(shù)：生物冶金（Biohydrometallurgy）*特定資源：廢舊鋰離子電池*作用：生物冶金技術(shù)利用微生物的代謝活動(dòng)（氧化、還原、浸出等）來(lái)提取廢舊鋰離子電池中的有價(jià)值金屬（如鋰、鈷、鎳、錳、銅、鋁等）。通過(guò)生物浸出過(guò)程，在相對(duì)溫和的條件下（常溫、近中性、低能耗）將金屬?gòu)碾姵氐碾姌O材料（主要是含金屬氧化物或硫化物）中溶解出來(lái)。*優(yōu)勢(shì)：*環(huán)境友好：相比傳統(tǒng)的火法冶金，生物冶金過(guò)程通常在近中性或溫和條件下進(jìn)行，能耗低，水耗少，產(chǎn)生的廢氣、廢渣量顯著減少，對(duì)環(huán)境的壓力小。*資源回收：能夠有效回收鋰、鈷、鎳等高價(jià)值金屬，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，減少對(duì)原生礦產(chǎn)資源的依賴。*處理復(fù)雜物料：對(duì)于低品位礦石或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的廢棄物（如廢舊電池），生物冶金技術(shù)可能比傳統(tǒng)方法更具優(yōu)勢(shì)，能夠處理一些難以通過(guò)物理方法或傳統(tǒng)化學(xué)方法有效分離回收的物料。*成本潛力：雖然初始投入可能較高，但運(yùn)行成本（能耗、化學(xué)品消耗）相對(duì)較低，長(zhǎng)期運(yùn)行可能更具經(jīng)濟(jì)性。*挑戰(zhàn)：*處理時(shí)間較長(zhǎng)：生物冶金過(guò)程通常比化學(xué)浸出慢得多，金屬浸出和分離時(shí)間可能需要數(shù)周甚至數(shù)月。*金屬回收率與選擇性：受菌株性能、反應(yīng)條件、電池材料復(fù)雜性等多種因素影響，部分金屬的回收率可能不高，且分離純化過(guò)程可能較復(fù)雜。*菌株馴化與穩(wěn)定性：需要針對(duì)特定電池材料的成分和性質(zhì)篩選或馴化高效的工程菌株，并保證其在長(zhǎng)期運(yùn)行中的穩(wěn)定性和活性。*技術(shù)成熟度與應(yīng)用規(guī)模：雖然實(shí)驗(yàn)室研究取得進(jìn)展，但在大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用方面仍面臨諸多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，技術(shù)成熟度和可靠性有待提高。*綜合處理難度：廢舊電池除了含有有價(jià)值金屬，還含有塑料、隔膜、電解液（含鋰鹽）等復(fù)雜組分，如何實(shí)現(xiàn)金屬高效回收的同時(shí)妥善處理其他組分是一大挑戰(zhàn)。17.綜合分析化學(xué)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用對(duì)實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用和推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要意義，并探討當(dāng)前化學(xué)環(huán)保技術(shù)在資源利用領(lǐng)域面臨的主要瓶頸與發(fā)展方向。*重要意義：*提高資源利用效率：化學(xué)環(huán)保技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)資源利用過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物、副產(chǎn)物或低效利用的部分進(jìn)行回收、轉(zhuǎn)化和再利用，最大限度地提取和利用資源中的價(jià)值，減少資源浪費(fèi)。*減少環(huán)境污染：通過(guò)污染治理和轉(zhuǎn)化技術(shù)，有效控制資源開采、加工、利用過(guò)程中的污染物排放，降低對(duì)水體、土壤、空氣等環(huán)境介質(zhì)的影響，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。*促進(jìn)資源再生與循環(huán)：將廢棄物視為“資源”，通過(guò)化學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為可重新投入生產(chǎn)或生活的資源，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)“減量化、再利用、資源化”（3R）原則的重要實(shí)踐，有助于形成閉環(huán)的物質(zhì)流動(dòng)模式。*支撐可持續(xù)發(fā)展：化學(xué)環(huán)保技術(shù)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的關(guān)鍵支撐，有助于保障資源安全，滿足人類發(fā)展需求，同時(shí)維護(hù)生態(tài)平衡，是實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必然要求。*培育新興產(chǎn)業(yè)：化學(xué)環(huán)保技術(shù)的發(fā)展催生了環(huán)保產(chǎn)業(yè)、資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和就業(yè)機(jī)會(huì)。*主要瓶頸：*技術(shù)經(jīng)濟(jì)性：部分先進(jìn)化學(xué)環(huán)保技術(shù)（如高效催化、新型吸附材料、生物技術(shù)）的初始投資成本高、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、能耗較高，導(dǎo)致其應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性不足，難以在成本敏感的工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模推廣。*技術(shù)成熟度與穩(wěn)定性：部分技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究或中試階段，技術(shù)成熟度不夠，穩(wěn)定