2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——化學(xué)廢水處理和廢氣治理技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共30分。下列每小題選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題意的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.對(duì)于含重金屬離子Cu2?的酸性工業(yè)廢水，最常用的化學(xué)沉淀處理方法是使用（）。A.氫氧化鈉B.碳酸鈉C.硫化鈉D.氧化鈣2.在Fenton氧化法處理難降解有機(jī)廢水時(shí)，核心作用的是（）。A.H?O?的氧化性B.Fe2?的催化作用C.產(chǎn)生的·OH自由基D.廢水中的有機(jī)物自身3.下列哪種離子交換樹(shù)脂主要用于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換？（）A.732型（強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂）B.717型（弱堿性陰離子交換樹(shù)脂）C.D201型（強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂）D.Nafion膜（離子交換膜）4.電化學(xué)法處理廢水時(shí)，通常通過(guò)電極反應(yīng)實(shí)現(xiàn)污染物的（）。A.吸附B.混凝C.氧化或還原D.膜分離5.吸附法處理廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）時(shí)，選擇吸附劑的首要考慮因素通常是（）。A.吸附劑的價(jià)格B.吸附劑的比表面積C.吸附劑的耐高溫性D.吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度6.在吸收法處理酸性廢氣（如SO?）時(shí)，常選擇（）作為吸收劑。A.空氣B.水或堿性溶液C.惰性氣體（如N?）D.有機(jī)溶劑7.對(duì)于處理低濃度、大風(fēng)量、可燃性有機(jī)廢氣，通常優(yōu)先考慮采用（）。A.填料塔吸收法B.活性炭吸附法C.催化燃燒法D.熱力焚燒法（TO）8.使廢水中的懸浮物通過(guò)電場(chǎng)力進(jìn)行分離的裝置是（）。A.混凝池B.沉淀池C.電除塵器D.袋式過(guò)濾器9.化學(xué)氧化法處理含氰廢水時(shí)，常用（）作為氧化劑。A.氯氣B.高錳酸鉀C.雙氧水D.硫代硫酸鈉10.影響離子交換樹(shù)脂交換容量的主要因素是（）。A.樹(shù)脂顆粒大小B.樹(shù)脂孔徑分布C.樹(shù)脂交聯(lián)度D.廢水溫度11.在設(shè)計(jì)化學(xué)沉淀法處理含Cd2?廢水時(shí)，為了使Cd2?有效沉淀，通常需要將pH值調(diào)至（）左右（假設(shè)CdCO?為沉淀產(chǎn)物）。A.5B.7C.9D.1112.燃燒法處理高濃度CO廢氣時(shí)，關(guān)鍵在于提供足夠的（）。A.催化劑B.空氣（氧化劑）C.加熱源D.吸附劑13.某工廠排放的含鉻（Cr??）廢水，采用化學(xué)還原法進(jìn)行處理，常用的還原劑是（）。A.硫化鈉B.亞硫酸鈉C.氫氧化鈉D.氯化鈉14.在廢氣治理中，活性炭吸附劑達(dá)到飽和后，常用的脫附方法不包括（）。A.升溫脫附B.減壓脫附C.水洗脫附D.氣體置換脫附15.膜分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理時(shí)，反滲透（RO）主要用于去除（）。A.大分子有機(jī)物B.懸浮物C.陽(yáng)離子D.細(xì)菌和病毒二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將正確答案填在橫線上。）1.化學(xué)沉淀法去除廢水中的重金屬離子，主要是通過(guò)調(diào)節(jié)pH值，使金屬離子生成______沉淀下來(lái)。2.催化氧化法處理有機(jī)廢氣時(shí)，催化劑的作用是降低反應(yīng)活化能，提高_(dá)_____。3.選擇化學(xué)氧化劑處理廢水時(shí)，需要考慮其______、______和安全性。4.離子交換樹(shù)脂再生時(shí)，使用與原離子電荷相同、但親和力更強(qiáng)的離子將交換下來(lái)的離子置換回去，該過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)_____。5.吸收法處理酸性廢氣時(shí)，吸收劑的選擇應(yīng)考慮其______、______和價(jià)格。6.對(duì)于處理易燃、高濃度VOCs廢氣，必須嚴(yán)格控制操作溫度，防止發(fā)生______。7.電化學(xué)法處理廢水可以通過(guò)陽(yáng)極______和陰極______作用去除污染物。8.廢水化學(xué)處理過(guò)程中，pH值的控制對(duì)于許多反應(yīng)（如沉淀、氧化還原）至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊慱_____。9.活性炭吸附劑具有發(fā)達(dá)的______和較大的比表面積，是其吸附性能好的主要原因。10.氣體洗滌塔是吸收法處理廢氣常用的設(shè)備，其效率與氣液兩相接觸的______有關(guān)。三、判斷題（每小題2分，共10分。請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”。）1.化學(xué)沉淀法處理后產(chǎn)生的污泥通常需要進(jìn)一步穩(wěn)定化處理，以防止二次污染。（）2.Fenton氧化法對(duì)光照條件有嚴(yán)格要求，必須在光照下才能有效進(jìn)行。（）3.離子交換法既可以用于廢水處理，也可以用于海水淡化。（）4.吸附法處理廢氣時(shí)，吸附劑的選擇與廢氣的溫度、壓力無(wú)關(guān)。（）5.燃燒法處理廢氣適用于所有濃度和成分的揮發(fā)性有機(jī)物。（）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述化學(xué)沉淀法處理廢水的基本原理和過(guò)程。2.與傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法相比，高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）在處理難降解有機(jī)廢水方面有何優(yōu)勢(shì)？3.簡(jiǎn)述離子交換法處理廢水的適用范圍及其局限性。4.吸附法處理廢氣時(shí)，影響吸附效率的主要因素有哪些？五、計(jì)算題（每小題10分，共20分。請(qǐng)列出計(jì)算步驟，寫(xiě)出計(jì)算結(jié)果。）1.某工業(yè)廢水中含Zn2?濃度為200mg/L，現(xiàn)采用化學(xué)沉淀法處理，使其生成Zn(OH)?沉淀（假設(shè)沉淀完全）。已知Zn(OH)?的溶度積常數(shù)Ksp=1.2×10?1?mol2/L。試計(jì)算處理該廢水所需投加的NaOH溶液（濃度為30g/L）的理論投加量（單位：mg/L）。提示：Zn(OH)?沉淀反應(yīng)為Zn2?+2OH?→Zn(OH)?↓。2.某廠排氣口每小時(shí)排放VOCs總量為1000m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），VOCs濃度為500ppm（體積分?jǐn)?shù)）?，F(xiàn)采用吸附法處理，吸附劑的理論吸附容量為20mg/m3（按吸附質(zhì)在氣體中的質(zhì)量濃度計(jì)）。若設(shè)計(jì)要求吸附劑飽和后再進(jìn)行脫附再生，且考慮安全裕量，試計(jì)算至少需要裝填多少體積的吸附劑？（假設(shè)吸附過(guò)程達(dá)到平衡，VOCs在氣相中的分壓遠(yuǎn)低于其在吸附劑上的平衡分壓，可近似按理想吸附處理）。---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.C3.A4.C5.B6.B7.C8.C9.A10.C11.D12.B13.B14.C15.D二、填空題1.沉淀2.反應(yīng)速率3.效果、價(jià)格4.再生5.選擇性、溶解度6.爆炸7.氧化、還原8.金屬離子（或平衡常數(shù)）9.孔隙10.表面更新速率（或接觸效率）三、判斷題1.√2.×3.√4.×5.×四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：說(shuō)明化學(xué)沉淀法利用外加化學(xué)藥劑，與廢水中的目標(biāo)污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溶解度極小的沉淀物，從而將其從水中分離出來(lái)的過(guò)程。涉及反應(yīng)類(lèi)型（如生成氫氧化物、硫化物、碳酸鹽等）、pH值調(diào)節(jié)、沉淀劑選擇等關(guān)鍵點(diǎn)。2.解析思路：強(qiáng)調(diào)AOPs能產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基（如·OH），這些自由基氧化能力極強(qiáng)，能將結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難生物降解的有機(jī)污染物礦化為小分子物質(zhì)（如CO?、H?O），或者轉(zhuǎn)化為可生物降解的中間產(chǎn)物。對(duì)比傳統(tǒng)方法（如沉淀法主要去除懸浮物或簡(jiǎn)單離子），突出AOPs對(duì)難降解有機(jī)物的“破壞”能力。3.解析思路：說(shuō)明離子交換法利用離子交換樹(shù)脂上的可交換離子與廢水中的目標(biāo)離子發(fā)生交換反應(yīng)，從而去除或富集目標(biāo)離子的方法。適用范圍：適用于去除水中的無(wú)機(jī)鹽離子（如硬水離子Ca2?、Mg2?，重金屬離子）、放射性離子等。局限性：交換容量有限，成本較高，再生過(guò)程可能產(chǎn)生二次污染，對(duì)大分子有機(jī)物無(wú)效或效果差，易受水中其他離子干擾。4.解析思路：列出影響吸附效率的關(guān)鍵因素：①吸附劑性質(zhì)（如比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)性質(zhì)）；②吸附質(zhì)性質(zhì)（如分子大小、極性、揮發(fā)性）；③溫度；④壓力；⑤接觸時(shí)間；⑥溶液pH值；⑦共存物質(zhì)的影響（競(jìng)爭(zhēng)吸附、抑制劑等）。五、計(jì)算題1.解析思路與計(jì)算：1.1.寫(xiě)出沉淀反應(yīng)：Zn2?+2OH?→Zn(OH)?↓1.2.平衡時(shí)離子濃度關(guān)系：設(shè)平衡時(shí)Zn2?濃度為c?，OH?濃度為c?，則Ksp=c?*(c?)2=1.2×10?1?mol2/L1.3.由于沉淀完全，平衡時(shí)c?≈200mg/L/65.38g/mol=0.00306mol/L（近似視為初始濃度）1.4.代入Ksp表達(dá)式：(0.00306)*(c?)2=1.2×10?1?，解得c?=[1.2×10?1?/0.00306]??˙??=1.98×10??mol/L1.5.所需NaOH量：n(OH?)=c?*V=1.98×10??mol/L*1m3=1.98×10??mol1.6.轉(zhuǎn)換為NaOH質(zhì)量：m(NaOH)=n(OH?)*M(NaOH)=1.98×10??mol*40g/mol=7.92×10??g=0.792mg1.7.投加量（按廢水體積1L計(jì)）：0.792mg/L1.8.考慮NaOH溶液濃度：所需NaOH溶液體積V_溶液=0.792mg/(30g/L*1000mg/g)=0.792/30000L=2.64×10??L=0.0264mL1.9.最終投加量（單位mg/L）：0.792mg/L（如果按處理1L水需0.792mgNaOH固體，則需投加約0.0264mL30g/LNaOH溶液，但題目通常問(wèn)mg/L濃度）*修正計(jì)算：*需要補(bǔ)充計(jì)算沉淀Zn(OH)?所需OH?的量，再換算成NaOH溶液的投加量。*更正計(jì)算：*1.1.Zn2?+2OH?→Zn(OH)?↓1.2.沉淀完全，設(shè)平衡時(shí)Zn2?濃度c=200mg/L/65.38g/mol≈0.00306mol/L。則消耗OH?濃度為2c=2*0.00306mol/L≈0.00612mol/L。1.3.所需OH?的物質(zhì)的量：n(OH?)=0.00612mol/L*1m3=0.00612mol。1.4.轉(zhuǎn)換為NaOH質(zhì)量：m(NaOH)=n(OH?)*M(NaOH)=0.00612mol*40g/mol=0.2448g=244.8mg。1.5.投加量（按廢水體積1L計(jì)）：244.8mg/L。1.6.所需NaOH溶液體積V_溶液=244.8mg/(30g/L*1000mg/g)=244.8/30000L=0.00816L=8.16mL。1.7.最終投加量（單位mg/L）：244.8mg/L（或按體積計(jì)需8.16mL30g/L溶液）。*再次修正：*題目要求投加量單位為mg/L，需換算濃度。244.8mgNaOH固體對(duì)應(yīng)8.16mL30g/LNaOH溶液，即1L廢水需投加244.8mgNaOH。*最終確認(rèn)：*原思路中Ksp計(jì)算c?值用于沉淀平衡，與沉淀完全關(guān)系不大。更直接的計(jì)算是消耗OH?量。按沉淀完全，去除200mg/LZn2?，需要消耗2倍的量，即約489.6mgNaOH/L?？紤]沉淀反應(yīng)并非瞬間完成，實(shí)際投加量會(huì)略高于理論計(jì)算值。題目可能期望一個(gè)理論值，按消耗OH?量計(jì)算NaOH投加量。*采用更簡(jiǎn)潔理論計(jì)算：*沉淀完全，去除1molZn2?(~65.38g)需要2molOH?(~80g)。去除200mgZn2?需要200/65.38*80mgNaOH≈244.8mg/L。若NaOH溶液濃度為30g/L(即30,000mg/L)，則投加體積為244.8/30,000L=0.00816L=8.16mL/L廢水。最終答案應(yīng)表示為投加量濃度，即244.8mg/LNaOH。題目問(wèn)“理論投加量（單位：mg/L）”，指所需NaOH的質(zhì)量濃度。答案：244.8mg/L2.解析思路與計(jì)算：1.1.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下VOCs的質(zhì)量濃度：C=500ppm=500×10??mol/mol*29.0g/mol*22.4L/mol=3.17g/m3=3170mg/m3。1.2.計(jì)算每小