2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在水資源保護(hù)中的作用考試時(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)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪一項(xiàng)不屬于水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要化學(xué)指標(biāo)？（）A.高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）B.總磷（TP）C.化學(xué)需氧量（COD）D.溶解氧（DO）2.在水處理中，投加明礬（硫酸鋁鉀）主要利用其水解產(chǎn)生的何種物質(zhì)來(lái)去除水中的懸浮物？（）A.氫氧化鋁膠體B.硫酸根離子C.鋁離子D.鉀離子3.下列哪種水處理技術(shù)主要利用物質(zhì)分子或離子的大小差異進(jìn)行分離？（）A.混凝沉淀B.活性炭吸附C.膜分離D.氧化還原4.Fenton氧化法處理難降解有機(jī)污染物時(shí)，核心是利用了哪種物質(zhì)的高氧化性？（）A.臭氧（O?）B.過(guò)氧化氫（H?O?）C.超臨界水（H?O）D.負(fù)極產(chǎn)生的氫氧根離子（OH?）5.下列關(guān)于活性炭吸附的描述，錯(cuò)誤的是？（）A.吸附過(guò)程通常符合Freundlich或Langmuir等溫線方程。B.吸附劑表面必須具有較大的比表面積和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。C.吸附過(guò)程主要是物理吸附。D.提高溫度通常能顯著增加吸附容量。6.在城市自來(lái)水廠，通常采用氯氣進(jìn)行消毒，其消毒機(jī)理主要是？（）A.沉淀作用B.氧化作用C.吸附作用D.中和作用7.水的硬度主要是由水中溶解的哪種離子或離子對(duì)引起的？（）A.鈉離子（Na?）和鉀離子（K?）B.鈣離子（Ca2?）和鎂離子（Mg2?）C.氫離子（H?）和氫氧根離子（OH?）D.碳酸氫根離子（HCO??）和碳酸根離子（CO?2?）8.某工廠排出的酸性廢水中含有大量重金屬離子，不宜采用以下哪種方法進(jìn)行初步處理？（）A.混凝沉淀B.化學(xué)沉淀C.吸附法D.熱處理9.下列哪種物質(zhì)常用作水處理中的混凝劑？（）A.聚合氯化鋁（PAC）B.氫氧化鈉（NaOH）C.氯化鐵（FeCl?）D.硅藻土10.影響混凝效果的關(guān)鍵因素之一是水的pH值，通?；炷Ч诤畏NpH范圍內(nèi)最佳？（）A.2-3B.4-6C.6-8D.10-12二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.水體污染按污染物的性質(zhì)可分為_(kāi)_____污染、______污染和______污染。2.混凝沉淀的目的是將水中細(xì)小的懸浮物通過(guò)投加混凝劑形成較大的絮體，主要利用了______和______的共同作用。3.吸附劑活性炭的主要吸附機(jī)理包括______吸附和______吸附。4.常用的化學(xué)氧化劑進(jìn)行水體消毒的主要原理是利用其______性破壞微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)或抑制其生長(zhǎng)繁殖。5.在水處理中，膜分離技術(shù)根據(jù)孔徑大小可分為微濾、超濾、納濾和反滲透，其中______主要用于去除水中的膠體、懸浮物和細(xì)菌，而______則能截留大部分離子和小分子物質(zhì)。6.測(cè)定水中化學(xué)需氧量（COD）通常采用重鉻酸鉀法，其測(cè)定結(jié)果表示的是在一定條件下，水樣中可被______氧化的污染物的量。7.水的暫時(shí)硬度主要是由水中溶解的______引起的，可以通過(guò)煮沸方法去除。8.飲用水中過(guò)量的氟化物會(huì)導(dǎo)致______，而溶解性總固體（TDS）過(guò)高則可能影響______。9.為了防止膜分離過(guò)程中的膜污染，可以采取的措施包括______、______和______等。10.應(yīng)用化學(xué)在處理重金屬?gòu)U水方面有多種方法，如______法、______法和______法等。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔明了的定義。）1.水體自凈2.絮凝3.氧化還原電位（ORP）4.膜污染5.綠色水處理技術(shù)四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述重金屬離子在水中遷移轉(zhuǎn)化的主要化學(xué)過(guò)程。2.與傳統(tǒng)活性污泥法相比，膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？3.簡(jiǎn)述影響混凝效果的主要因素有哪些？4.簡(jiǎn)述光催化氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用原理。五、綜合應(yīng)用題（每題10分，共20分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，分析和回答下列問(wèn)題。）1.某化工廠排放的廢水中含有高濃度的氰化物（HCN）和懸浮顆粒物。請(qǐng)簡(jiǎn)述可以采用哪些化學(xué)方法處理該廢水，并說(shuō)明每種方法的原理。2.某城市水源水呈微酸性，且含有較高的藻類和有機(jī)物，導(dǎo)致水體渾濁，并產(chǎn)生異味。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)化的化學(xué)處理方案，以改善水質(zhì)，并說(shuō)明選擇所用化學(xué)方法的依據(jù)。---試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.A*解析：水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是由于氮（N）、磷（P）等營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量導(dǎo)致藻類等生物過(guò)度繁殖。高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、化學(xué)需氧量（COD）、總磷（TP）都是衡量水體富營(yíng)養(yǎng)化程度或污染程度的化學(xué)指標(biāo)。溶解氧（DO）是水體自凈能力的指標(biāo)，過(guò)低才與富營(yíng)養(yǎng)化相關(guān)。2.A*解析：明礬（硫酸鋁鉀）溶于水后，鋁離子（Al3?）發(fā)生水解，生成氫氧化鋁（Al(OH)?）膠體。這些膠體具有強(qiáng)大的吸附架橋作用，能夠包裹水中的懸浮物，形成較大的絮體，從而加速其沉降。3.C*解析：膜分離技術(shù)的基本原理是利用膜材料具有的選擇透過(guò)性，根據(jù)物質(zhì)分子或離子的大小、電荷、形狀等性質(zhì)差異進(jìn)行分離?；炷恋怼⑽?、氧化還原主要利用化學(xué)反應(yīng)或物理吸附作用。4.B*解析：Fenton氧化法是一種高級(jí)氧化技術(shù)，其核心在于利用亞鐵離子（Fe2?）催化過(guò)氧化氫（H?O?）分解，產(chǎn)生具有極高氧化性的羥基自由基（?OH）。5.D*解析：吸附過(guò)程通常符合Freundlich或Langmuir等溫線方程（A）；吸附劑表面需具有大比表面積和發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)（B）；吸附機(jī)理包括物理吸附和化學(xué)吸附（C）；提高溫度對(duì)物理吸附通常有利，但化學(xué)吸附的效果可能相反，且溫度過(guò)高可能導(dǎo)致吸附質(zhì)和吸附劑脫附，因此不一定能顯著增加吸附容量（D）。6.B*解析：氯氣溶于水后會(huì)發(fā)生水解，產(chǎn)生次氯酸（HClO）和次氯酸根離子（ClO?），其中次氯酸是強(qiáng)氧化劑，通過(guò)氧化作用破壞微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和核酸，達(dá)到消毒目的。7.B*解析：水的硬度主要是由水中可溶性鈣鹽和鎂鹽的含量決定的，即鈣離子（Ca2?）和鎂離子（Mg2?）的含量。8.D*解析：熱處理（如加熱蒸發(fā)）可以降低廢水的體積，但對(duì)于處理含重金屬離子的酸性廢水，高溫可能加劇金屬離子的揮發(fā)（如Hg、As）或?qū)е缕渌泻Ω碑a(chǎn)物生成，且能耗高，不是首選的化學(xué)處理方法?；炷恋?、化學(xué)沉淀、吸附法都是常用的化學(xué)處理方法。9.A*解析：聚合氯化鋁（PAC）是一種無(wú)機(jī)高分子混凝劑，具有吸附架橋和電性中和作用，混凝效果較好，應(yīng)用廣泛。氫氧化鈉（NaOH）是強(qiáng)堿，主要起調(diào)節(jié)pH作用。氯化鐵（FeCl?）也是一種常用的混凝劑。硅藻土是天然吸附劑，主要用于過(guò)濾。10.C*解析：混凝效果受pH值影響顯著。通常，混凝劑（如鋁鹽、鐵鹽）在水中的水解和形成氫氧化物膠體最有利去除水中的懸浮物的pH范圍在6-8之間。pH過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制混凝效果。二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.物理，化學(xué)，生物*解析：水體污染物按性質(zhì)可分為溶解性污染物（物理、化學(xué)性質(zhì)為主）和不溶解性污染物（物理性質(zhì)為主，如懸浮物），生物污染物（如細(xì)菌、病毒）。2.電性中和，吸附架橋*解析：混凝過(guò)程涉及混凝劑水解產(chǎn)生的帶電膠體（如Al(OH)?膠體帶正電）對(duì)水中帶負(fù)電的懸浮物進(jìn)行電性中和，使其脫穩(wěn)，并相互靠近，同時(shí)通過(guò)膠體顆粒的吸附和連接，形成大的絮體。3.物理，化學(xué)*解析：活性炭吸附主要包括基于分子間范德華力的物理吸附，以及利用活性炭表面含氧官能團(tuán)與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)鍵形成的化學(xué)吸附。4.強(qiáng)氧化*解析：化學(xué)氧化劑（如氯、臭氧、高錳酸鉀等）具有強(qiáng)氧化性，能夠氧化破壞水中污染物分子結(jié)構(gòu)或殺滅微生物。5.微濾，反滲透*解析：根據(jù)孔徑大小，膜分離技術(shù)可分為微濾（MF，孔徑約0.1-10微米，去除懸浮物、膠體、細(xì)菌）、超濾（UF，孔徑約10-100納米，去除膠體、大分子有機(jī)物、細(xì)菌）、納濾（NF，孔徑約1-10納米，去除多價(jià)離子、部分有機(jī)物）、反滲透（RO，孔徑約0.0001-0.005微米，去除離子、小分子物質(zhì)）。6.強(qiáng)氧化劑（重鉻酸鉀）*解析：COD表示水樣中能被強(qiáng)氧化劑（重鉻酸鉀）在特定條件下氧化的污染物的量，通常以氧氣的質(zhì)量（mg/L）表示。7.碳酸氫鈣*解析：暫時(shí)硬度是由水中溶解的碳酸氫鈣（Ca(HCO?)?）和碳酸氫鎂（Mg(HCO?)?）引起的，加熱時(shí)分解生成不溶于水的碳酸鹽沉淀而降低。8.氟斑牙，口感差（或“異味”、“硬度高”）*解析：飲用水中氟化物含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致氟斑牙和氟骨癥。溶解性總固體（TDS）過(guò)高通常意味著水中礦物質(zhì)鹽含量高，可能影響水的口感，或?qū)е滤府a(chǎn)生（硬度高）。9.控制進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)化操作條件（如pH、溫度、流速），定期清洗或更換膜元件*解析：防止膜污染的主要措施包括從源頭控制污染物進(jìn)入膜組件（如預(yù)處理），優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，以及當(dāng)膜污染發(fā)生時(shí)進(jìn)行有效的清洗或更換膜元件。10.化學(xué)沉淀，吸附，離子交換*解析：處理重金屬?gòu)U水的方法包括加入化學(xué)沉淀劑使重金屬離子形成沉淀物（如氫氧化物、硫化物），利用吸附劑（如活性炭、樹(shù)脂）吸附重金屬離子，通過(guò)離子交換樹(shù)脂選擇性去除重金屬離子等。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔明了的定義。）1.水體自凈：水體在自身物理、化學(xué)和生物作用下，使受污染的水體逐漸恢復(fù)到污染前的狀態(tài)（水質(zhì)得到改善）的過(guò)程。2.絮凝：在混凝劑作用下，水中細(xì)小、分散的懸浮顆粒通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng)相互碰撞、聚合，形成尺寸更大、結(jié)構(gòu)更緊密的絮狀物的過(guò)程。3.氧化還原電位（ORP）：衡量水中氧化劑和還原劑相對(duì)強(qiáng)弱的指標(biāo)，表示水樣的氧化還原能力。ORP高表示氧化性強(qiáng)，ORP低表示還原性強(qiáng)。4.膜污染：指在膜分離過(guò)程中，水中的溶解性或懸浮性物質(zhì)在膜表面吸附、沉積、濃差極化或堵塞膜孔的現(xiàn)象，導(dǎo)致膜分離性能（如通量、截留率）下降。5.綠色水處理技術(shù)：指采用環(huán)境友好、資源節(jié)約、過(guò)程高效、產(chǎn)物無(wú)害的技術(shù)和方法進(jìn)行水處理，最大限度減少對(duì)環(huán)境的影響，并促進(jìn)資源回收利用。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述重金屬離子在水中遷移轉(zhuǎn)化的主要化學(xué)過(guò)程。*解析思路：回答需涵蓋重金屬的溶解、沉淀、吸附、氧化還原、絡(luò)合等過(guò)程。*答案：重金屬離子在水中遷移主要受其溶解度控制。溶解的重金屬離子可以通過(guò)與水分子或氫氧根離子絡(luò)合形成可溶性絡(luò)合物遷移。同時(shí)，在特定條件下（如pH升高、存在沉淀劑），重金屬離子會(huì)與氫氧根、硫離子、碳酸鹽等陰離子反應(yīng)生成氫氧化物、硫化物或碳酸鹽等沉淀物，從而從水中去除，實(shí)現(xiàn)遷移的停止。水中的膠體（如腐殖酸）或吸附劑（如土壤顆粒、活性炭）可以吸附重金屬離子，影響其遷移路徑和速度。此外，水體中的氧化還原條件變化會(huì)導(dǎo)致重金屬離子價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化（如Fe2?/Fe3?，Mn2?/Mn??），進(jìn)而影響其溶解度和存在形態(tài)，改變其遷移行為。2.與傳統(tǒng)活性污泥法相比，膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？*解析思路：對(duì)比MBR與傳統(tǒng)活性污泥法在出水水質(zhì)、污泥產(chǎn)率、占地面積、工藝彈性等方面的差異。*答案：MBR技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于：1）出水水質(zhì)優(yōu)良，由于膜分離的截留作用，出水懸浮物（SS）和濁度極低，生物污泥也能被有效保留，無(wú)需二沉池，避免了污泥膨脹問(wèn)題；2）污泥產(chǎn)率較低，污泥濃度（MLSS）可大幅提高，系統(tǒng)處理效率高；3）占地面積小，省去了二沉池，整體系統(tǒng)更緊湊；4）工藝彈性好，可適應(yīng)水量和水質(zhì)變化的沖擊負(fù)荷。3.簡(jiǎn)述影響混凝效果的主要因素有哪些？*解析思路：列舉混凝過(guò)程中關(guān)鍵的參數(shù)和條件。*答案：影響混凝效果的主要因素包括：1）混凝劑投加量，過(guò)量或不足均不利于混凝；2）水的pH值，影響混凝劑水解產(chǎn)物形態(tài)和電荷；3）水溫，影響混凝劑水解速率和反應(yīng)速度；4）攪拌（或混合）強(qiáng)度與時(shí)間，既要保證顆粒充分碰撞，又要避免破壞已形成的絮體；5）水中懸浮物濃度和性質(zhì)；6）水力條件（如流速梯度G值）。4.簡(jiǎn)述光催化氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用原理。*解析思路：說(shuō)明光催化劑如何作用以及羥基自由基的作用。*答案：光催化氧化技術(shù)利用半導(dǎo)體光催化劑（如TiO?）在光照（通常是紫外光）下產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的電子（e?）和空穴（h?）。這些高活性物種能夠引發(fā)吸附在光催化劑表面的水或氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基（?OH）和超氧自由基（O???）。羥基自由基能無(wú)選擇性地氧化分解水中的各種有機(jī)污染物（特別是難降解有機(jī)物），將其礦化為CO?和H?O，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。五、綜合應(yīng)用題（每題10分，共20分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，分析和回答下列問(wèn)題。）1.某化工廠排放的廢水中含有高濃度的氰化物（HCN）和懸浮顆粒物。請(qǐng)簡(jiǎn)述可以采用哪些化學(xué)方法處理該廢水，并說(shuō)明每種方法的原理。*解析思路：針對(duì)氰化物和懸浮物，分別提出合適的化學(xué)處理方法，并解釋其作用原理。*答案：處理含氰化物（HCN）和懸浮顆粒物的廢水，可以采用以下化學(xué)方法：1）針對(duì)懸浮顆粒物，可投加混凝劑（如聚合氯化鋁PAC或硫酸鐵Fe?(SO?)?）進(jìn)行混凝沉淀。原理是混凝劑水解產(chǎn)生的膠體通過(guò)電性中和和吸附架橋作用，將細(xì)小懸浮顆粒聚集成大絮體，加速沉降，達(dá)到去除目的。2）針對(duì)高濃度氰化物，可采用化