2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——利用化學(xué)方法凈化飲用水的研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.下列哪種化學(xué)方法主要利用膠體的電性中和、吸附架橋和網(wǎng)捕作用來去除水中的懸浮物？A.化學(xué)氧化法B.離子交換法C.化學(xué)沉淀法（混凝沉淀）D.膜分離法2.在使用鐵鹽（如FeCl?）作為混凝劑凈化飲用水時(shí)，水的pH值通常需要控制在什么范圍，以獲得最佳混凝效果？A.2-3B.4-6C.6-8D.10-113.下列哪種物質(zhì)常用作飲用水消毒劑，但其主要缺點(diǎn)是可能生成具有致癌性的鹵代烴類副產(chǎn)物？A.氯氣（Cl?）B.氧化鋅（ZnO）C.高錳酸鉀（KMnO?）D.臭氧（O?）4.活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力，其主要去除水中有機(jī)污染物的是通過哪種作用？A.離子交換B.化學(xué)沉淀C.物理吸附D.生物降解5.當(dāng)水中需要去除的離子濃度較高時(shí)，離子交換法是一種有效的技術(shù)。以下哪種離子交換樹脂主要用于去除水中的陽(yáng)離子？A.強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂B.弱堿性陰離子交換樹脂C.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂D.弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂6.下列哪種因素不會(huì)顯著影響活性炭的吸附效率？A.污染物在水中的溶解度B.水的溫度C.水的pH值D.污染物的分子大小7.在資源化學(xué)的視角下，使用鐵鹽進(jìn)行混凝沉淀處理后產(chǎn)生的污泥，其處理和處置應(yīng)特別考慮什么問題？A.污泥的體積膨脹B.污泥中可能富集的重金屬資源化利用C.污泥的pH值D.污泥的厭氧發(fā)酵8.對(duì)于處理含氰廢水（如CN?），常用的化學(xué)氧化方法之一是將其氧化為毒性較低的氰化物（HCN），然后進(jìn)一步氧化為無害的二氧化碳和氮?dú)?。這種方法通常使用哪種氧化劑？A.氯氣（Cl?）B.硫代硫酸鈉（Na?S?O?）C.過氧化氫（H?O?）D.硝酸（HNO?）9.某種化學(xué)凈化方法主要利用電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)離子定向遷移通過離子交換膜，以實(shí)現(xiàn)水的凈化或分離，該方法稱為？A.電滲析B.反滲透C.離子交換D.混凝沉淀10.評(píng)價(jià)一種化學(xué)飲用水凈化方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性時(shí)，以下哪項(xiàng)不是需要考慮的主要因素？A.投資成本B.運(yùn)行成本（能耗、藥劑費(fèi)）C.占地面積D.操作人員的專業(yè)水平（屬于人員成本，但非直接化學(xué)方法本身經(jīng)濟(jì)性）二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.化學(xué)沉淀法中，為了使目標(biāo)污染物生成沉淀，通常需要調(diào)整水的______，使其低于該物質(zhì)的溶度積常數(shù)。2.混凝劑投加量不足或過多，都可能導(dǎo)致飲用水凈化效果下降。投加量不足時(shí)，形成的礬花______，易隨出水流失；投加量過多時(shí)，可能產(chǎn)生過多的污泥，且水的______會(huì)變差。3.在吸附法凈化飲用水過程中，吸附劑達(dá)到最大吸附量后，其吸附能力基本不再增加，此時(shí)對(duì)應(yīng)的吸附等溫線形態(tài)通常表現(xiàn)為______型。4.化學(xué)氧化還原法中選擇氧化劑或還原劑時(shí)，除了考慮其氧化還原電位外，還需考慮其______、______以及反應(yīng)條件等因素。5.離子交換樹脂在使用一段時(shí)間后，其交換能力會(huì)下降，這個(gè)過程稱為______。通?？梢酝ㄟ^使用相應(yīng)的化學(xué)溶液處理樹脂，使其再生，恢復(fù)交換能力。6.資源化學(xué)視角下，開發(fā)新型飲用水凈化化學(xué)方法時(shí)，應(yīng)注重提高_(dá)_____，降低______，并考慮副產(chǎn)物的______利用。7.對(duì)于某些難以用常規(guī)化學(xué)方法有效去除的污染物，如內(nèi)分泌干擾物，有時(shí)會(huì)采用______法結(jié)合化學(xué)預(yù)氧化或吸附等組合工藝進(jìn)行處理。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.溶度積常數(shù)（Ksp）2.混凝3.吸附等溫線4.化學(xué)氧化還原電位（Eh）5.離子交換容量四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.簡(jiǎn)述化學(xué)混凝沉淀的基本過程及其在飲用水凈化中的作用。2.與化學(xué)沉淀法相比，吸附法凈化飲用水有哪些主要優(yōu)點(diǎn)？3.影響化學(xué)氧化劑在飲用水中消毒效果的主要因素有哪些？4.簡(jiǎn)述離子交換法在飲用水軟化的應(yīng)用原理。五、論述題（每小題10分，共30分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.針對(duì)一個(gè)假設(shè)的水源水，其中含有較高濃度的濁度（由天然膠體構(gòu)成）和少量鐵離子（Fe2?），請(qǐng)簡(jiǎn)述可以采用哪些化學(xué)方法進(jìn)行凈化處理，并說明選擇這些方法的理由。2.從資源化學(xué)的角度，論述在化學(xué)方法凈化飲用水過程中，如何體現(xiàn)資源的節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展理念。3.分析當(dāng)前化學(xué)飲用水凈化技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)，并探討可能的未來發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.C5.C6.A7.B8.A9.A10.D二、填空題1.pH值2.穩(wěn)定性；濁度3.水平4.效率；成本5.老化6.效率；成本；資源7.膜分離三、名詞解釋1.溶度積常數(shù)（Ksp）：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)飽和溶液中，各離子濃度冪的乘積，是一個(gè)常數(shù)，用于表征該物質(zhì)在水中的溶解能力。2.混凝：向水中投加混凝劑，使水中膠體和懸浮物脫穩(wěn)，相互碰撞、聚合形成較大絮體（礬花）的過程。3.吸附等溫線：描述在恒定溫度下，吸附劑對(duì)某一吸附質(zhì)的吸附量與其在溶液中的平衡濃度之間關(guān)系的曲線。4.化學(xué)氧化還原電位（Eh）：表示溶液氧化還原能力的強(qiáng)度，用于判斷氧化劑和還原劑在水溶液中的相對(duì)強(qiáng)弱及反應(yīng)趨勢(shì)。5.離子交換容量：指單位質(zhì)量的離子交換劑所具有的能參與離子交換的活性基團(tuán)的總數(shù)，是衡量離子交換劑工作能力的重要指標(biāo)。四、簡(jiǎn)答題1.答：化學(xué)混凝沉淀過程主要包括投藥、混合、反應(yīng)（凝聚與絮凝）、沉淀和排泥等步驟。向水中投加混凝劑（如鐵鹽、鋁鹽），在混合設(shè)備中快速均勻分散（混合），使水中膠體脫穩(wěn)；然后在反應(yīng)設(shè)備中，脫穩(wěn)的膠體顆粒相互碰撞、聚合形成較大的絮體（凝聚與絮凝）；最后，將形成的絮體在沉淀池中沉降分離，上部清水排出，底部污泥排出。其作用是去除水中的懸浮物和部分膠體，提高水的濁度。2.答：吸附法凈化飲用水的優(yōu)點(diǎn)主要包括：①適用范圍廣，可去除多種有機(jī)物、色度、嗅味、重金屬離子等；②處理效果通常較好，尤其對(duì)低濃度污染物；③工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，操作管理較易；④某些吸附劑（如活性炭）可重復(fù)使用或再生。3.答：影響化學(xué)氧化劑消毒效果的主要因素包括：①氧化劑的種類及其氧化還原電位；②水中污染物的種類、濃度和還原性；③水的pH值（影響氧化劑形態(tài)和反應(yīng)速率）；④溫度（影響反應(yīng)速率）；⑤接觸時(shí)間（氧化反應(yīng)需要足夠時(shí)間）。4.答：離子交換法軟化硬水的原理是利用含有交換性陽(yáng)離子（如Na?）的離子交換樹脂，與水中的鈣離子（Ca2?）和鎂離子（Mg2?）發(fā)生交換反應(yīng)。當(dāng)硬水通過樹脂床時(shí)，Ca2?、Mg2?取代樹脂上的Na?進(jìn)入水中，而被置換出來的Na?留在水中，從而降低了水的硬度。五、論述題1.答：針對(duì)該假設(shè)水源水，可采用以下化學(xué)方法凈化處理：1.去除鐵離子：首先投加氧化劑（如氯氣或高錳酸鉀）將Fe2?氧化為Fe3?，然后調(diào)整pH值至適宜范圍（如7-8），使Fe3?水解形成氫氧化鐵絮體，通過混凝沉淀去除。選擇此方法是因?yàn)镕e3?的混凝效果優(yōu)于Fe2?，且pH值較易控制。2.去除濁度：在去除Fe3?的同時(shí)或之后，根據(jù)濁度情況，可投加適量的混凝劑（如PAC或FeCl?）進(jìn)行二次混凝沉淀，或配合使用助凝劑，確保濁度達(dá)標(biāo)。選擇此方法是因?yàn)榛炷恋硎侨コ凉岫鹊慕?jīng)典且有效手段。選擇這些方法的理由是基于針對(duì)性強(qiáng)（分別處理鐵和濁度）、技術(shù)成熟、效果可靠以及運(yùn)行相對(duì)經(jīng)濟(jì)。2.答：從資源化學(xué)的角度，化學(xué)方法凈化飲用水過程中的資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展體現(xiàn)在：1.資源利用：許多化學(xué)方法利用廉價(jià)的自然資源或工業(yè)副產(chǎn)品作為凈化劑，如利用天然礦物（如膨潤(rùn)土、沸石）作為吸附劑或助凝劑，利用空氣中的氧氣作為氧化劑（需催化條件），利用鐵鹽等化工產(chǎn)品。這減少了了對(duì)高價(jià)值化學(xué)品的依賴。2.節(jié)約能源：相比物理方法（如反滲透），許多化學(xué)方法（如混凝沉淀）的能耗較低。優(yōu)化化學(xué)藥劑投加和反應(yīng)條件，可進(jìn)一步節(jié)約能源。3.資源循環(huán)與再生：通過技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)可再生的吸附材料或使離子交換樹脂得以再生、重復(fù)使用，減少了材料的消耗和廢棄物的產(chǎn)生。對(duì)于處理過程中產(chǎn)生的含有價(jià)值的副產(chǎn)物（如污泥中的金屬、磷等），進(jìn)行資源化回收利用，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)。4.綠色化學(xué)：開發(fā)環(huán)境友好的化學(xué)藥劑（如生物基混凝劑、低副產(chǎn)物消毒劑），減少對(duì)環(huán)境和人體健康的風(fēng)險(xiǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。3.答：當(dāng)前化學(xué)飲用水凈化技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)包括：1.新興污染物的去除：飲用水中日益增多的內(nèi)分泌干擾物、藥物和個(gè)人護(hù)理品（PPCPs）、微塑料、新興消毒副產(chǎn)物等，傳統(tǒng)化學(xué)方法難以有效去除。2.水質(zhì)波動(dòng)性適應(yīng)：原水水質(zhì)（濁度、pH、溫度、污染物種類濃度）的復(fù)雜多變，要求凈化工藝具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。3.成本與