2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在水處理技術(shù)中的研究進(jìn)展考試時(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)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種材料在水處理中主要利用其巨大的比表面積和孔隙率來(lái)吸附污染物？（）A.混凝劑B.膜材料C.吸附劑D.催化劑2.在高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）中，芬頓/類芬頓氧化通常用于處理哪種類型的污染物？（）A.重金屬離子B.陰離子表面活性劑C.難降解的有機(jī)物D.氮氧化物3.水處理中使用的無(wú)機(jī)混凝劑，其主要作用機(jī)理通常涉及？（）A.生物降解B.氧化還原C.電性中和與吸附架橋D.膜分離4.下列哪種膜技術(shù)通常用于海水淡化？（）A.微濾B.超濾C.納濾D.反滲透5.制備活性炭時(shí)，使用活化劑（如K?CO?）通常是為了？（）A.增大比表面積B.降低孔隙率C.增強(qiáng)吸附選擇性D.提高機(jī)械強(qiáng)度6.光催化氧化水處理技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？（）A.成本過(guò)高B.催化劑難以回收C.光能利用率低D.產(chǎn)生的副產(chǎn)物有毒7.膜污染是水處理膜技術(shù)中普遍存在的問(wèn)題，其主要類型不包括？（）A.濾餅層污染B.濃差極化C.膜材料降解D.表面吸附8.生物炭作為一種吸附劑用于水處理，其主要優(yōu)勢(shì)之一是？（）A.成本極低B.對(duì)所有污染物都有高選擇性C.易于生物降解D.機(jī)械強(qiáng)度差9.在水處理工藝中，投加助凝劑的主要目的是？（）A.去除色度B.提高混凝效果C.降低水的pH值D.消毒滅菌10.針對(duì)含有多種污染物的復(fù)雜廢水，通常需要采用？（）A.單一水處理技術(shù)B.多種水處理技術(shù)組合C.只使用吸附技術(shù)D.只使用膜分離技術(shù)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將正確答案填在橫線上）1.吸附等溫線描述了在恒定溫度下，吸附劑表面吸附質(zhì)的______與溶液中吸附質(zhì)的______之間的關(guān)系。2.常用于制備光催化劑的半導(dǎo)體材料，如TiO?，其帶隙能的大小決定了其可吸收的光譜范圍，通常表現(xiàn)為_(kāi)_____色。3.影響混凝效果的關(guān)鍵因素除了混凝劑種類和投加量外，還包括水的______、pH值和攪拌速度。4.膜分離技術(shù)的核心在于利用膜的選擇透過(guò)性，根據(jù)分子大小、電荷、形狀等差異實(shí)現(xiàn)分離，其過(guò)程通常被描述為_(kāi)_____驅(qū)動(dòng)。5.為提高催化劑在光催化氧化反應(yīng)中的活性，常通過(guò)______、______等方法進(jìn)行改性。6.在水處理吸附過(guò)程中，吸附劑孔徑的大小通常決定了其更適合吸附______的污染物分子。7.水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥屬于______污染。8.仿生水處理材料的設(shè)計(jì)靈感常來(lái)源于自然界中具有優(yōu)異水處理功能的生物結(jié)構(gòu)或過(guò)程，例如__________。9.高級(jí)氧化技術(shù)通過(guò)產(chǎn)生______等高活性自由基，將難降解有機(jī)物礦化為無(wú)害的小分子物質(zhì)。10.智能化水處理技術(shù)是指能夠根據(jù)水質(zhì)水量變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的水處理技術(shù)，例如基于______的智能膜過(guò)濾系統(tǒng)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述活性炭吸附法處理水處理中有機(jī)物的基本原理。2.簡(jiǎn)述光催化氧化技術(shù)在水處理中降解有機(jī)污染物的一般機(jī)理。3.簡(jiǎn)述水處理中膜污染的主要成因及其對(duì)膜過(guò)程性能的影響。四、論述題（15分）請(qǐng)選擇以下兩個(gè)題目之一進(jìn)行回答：（1）論述近年來(lái)應(yīng)用化學(xué)領(lǐng)域在水處理新興污染物（如藥品和個(gè)人護(hù)理品PPCPs、微塑料）去除技術(shù)方面的研究進(jìn)展、面臨的主要挑戰(zhàn)及未來(lái)發(fā)展方向。（2）以某類特定工業(yè)廢水（如印染廢水、電鍍廢水、制藥廢水）為例，論述應(yīng)用化學(xué)中吸附、催化氧化、膜分離等不同技術(shù)在其處理中的應(yīng)用，分析各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及可能的組合工藝。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.D5.A6.C7.B8.A9.B10.B二、填空題1.量，濃度2.無(wú)3.溫度4.濃度差（或壓力、電勢(shì)等，根據(jù)具體語(yǔ)境）5.改性劑負(fù)載，貴金屬沉積6.大分子（或尺寸）7.固體8.蜘蛛網(wǎng)（或植物根系的過(guò)濾結(jié)構(gòu)等）9.·OH（或羥基自由基）10.物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)（或傳感器技術(shù)）三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述活性炭吸附法處理水處理中有機(jī)物的基本原理。解析思路：吸附是利用吸附劑表面與水溶液中溶質(zhì)分子間的作用力（如范德華力、氫鍵、靜電引力等），將溶質(zhì)從水中轉(zhuǎn)移到固體表面的過(guò)程。活性炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，能提供大量吸附位點(diǎn)，因此能有效吸附水中的色素、異味物質(zhì)和有機(jī)污染物。吸附過(guò)程通常包括溶質(zhì)在溶液中的擴(kuò)散、在吸附劑表面的吸附、以及在吸附劑內(nèi)部孔隙中的擴(kuò)散幾個(gè)步驟。2.簡(jiǎn)述光催化氧化技術(shù)在水處理中降解有機(jī)污染物的一般機(jī)理。解析思路：光催化氧化是利用半導(dǎo)體光催化劑（如TiO?）在光照（通常是紫外光或可見(jiàn)光）作用下，吸收光能產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的電子（e?）和空穴（h?）。這些載流子具有很高的遷移率和反應(yīng)活性，能夠遷移到光催化劑的表面。在表面，e?和h?分別與水或溶解氧反應(yīng)，產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的·OH（羥基自由基）和O??（超氧自由基）等活性氧物種。這些活性氧物種能夠直接或間接（通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）攻擊水中的有機(jī)污染物分子，將其氧化分解為CO?和H?O等無(wú)害的小分子物質(zhì)。3.簡(jiǎn)述水處理中膜污染的主要成因及其對(duì)膜過(guò)程性能的影響。解析思路：膜污染是指在膜分離過(guò)程中，水中的懸浮物、膠體、有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽等雜質(zhì)在膜表面吸附、沉積、架橋或堵塞膜孔，導(dǎo)致膜分離性能下降的現(xiàn)象。主要成因包括：顆粒物/膠體在膜表面的吸附和沉積、大分子物質(zhì)在膜表面的吸附和濃差極化、無(wú)機(jī)鹽（如鈣鎂離子）在膜表面形成沉淀物（結(jié)垢）、微生物在膜表面生長(zhǎng)（生物污染）等。膜污染的主要影響是：降低膜的通量（產(chǎn)水量下降）、提高操作壓力、增加能耗、縮短膜的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致膜過(guò)程無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。四、論述題（此處僅提供論述思路框架，具體內(nèi)容需根據(jù)題意和知識(shí)儲(chǔ)備展開(kāi)）（1）論述近年來(lái)應(yīng)用化學(xué)領(lǐng)域在水處理新興污染物（如藥品和個(gè)人護(hù)理品PPCPs、微塑料）去除技術(shù)方面的研究進(jìn)展、面臨的主要挑戰(zhàn)及未來(lái)發(fā)展方向。解析思路：*研究進(jìn)展：概述針對(duì)PPCPs和微塑料的主要去除技術(shù)，如：吸附法（開(kāi)發(fā)新型吸附材料如生物炭、樹(shù)脂、納米材料等）、高級(jí)氧化技術(shù)（如光催化、臭氧氧化，開(kāi)發(fā)高效催化劑）、膜分離技術(shù)（如納濾、超濾膜，開(kāi)發(fā)抗污染膜）、生物處理法（篩選或基因改造能降解特定PPCPs的微生物）等。強(qiáng)調(diào)應(yīng)用化學(xué)在材料設(shè)計(jì)、反應(yīng)機(jī)理研究、過(guò)程優(yōu)化方面的貢獻(xiàn)。*面臨的主要挑戰(zhàn)：提及PPCPs和微塑料的污染特征（種類多、濃度低、環(huán)境行為復(fù)雜），現(xiàn)有技術(shù)的局限性（如選擇性問(wèn)題、再生困難、成本高、易產(chǎn)生副產(chǎn)物或二次污染、對(duì)低濃度污染物的去除效率有限等）。*未來(lái)發(fā)展方向：展望未來(lái)研究重點(diǎn)，如：開(kāi)發(fā)高效、高選擇性、低成本、易回收的新型功能材料；深入理解污染物在環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化行為及與水處理過(guò)程的相互作用機(jī)制；發(fā)展智能化、精準(zhǔn)化的水處理技術(shù)；探索將多種技術(shù)組合應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效；關(guān)注微塑料的檢測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及替代品研究等。（2）以某類特定工業(yè)廢水（如印染廢水、電鍍廢水、制藥廢水）為例，論述應(yīng)用化學(xué)中吸附、催化氧化、膜分離等不同技術(shù)在其處理中的應(yīng)用，分析各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及可能的組合工藝。解析思路：*選擇廢水類型并分析特點(diǎn)：明確所選廢水類型（如印染廢水：色度高、有機(jī)物含量高、含鹽量可能高；電鍍廢水：重金屬離子濃度高、成分復(fù)雜；制藥廢水：COD高、含難降解有機(jī)物、可能有生物毒性）。指出其處理難點(diǎn)。*吸附技術(shù)：闡述吸附法在該廢水處理中的應(yīng)用，如去除色度、部分有機(jī)物或重金屬離子。說(shuō)明常用吸附劑（活性炭、樹(shù)脂、生物炭、改性材料等）及其選擇依據(jù)。分析優(yōu)點(diǎn)（高效、操作簡(jiǎn)單、可回收）和缺點(diǎn)（吸附容量有限、易產(chǎn)生二次污染、再生困難）。*催化氧化技術(shù)：闡述高級(jí)氧化技術(shù)（如Fenton、光催化）在該廢水處理中的應(yīng)用，如降解難降解有機(jī)物。說(shuō)明其原理和關(guān)鍵因素（催化劑選擇、反應(yīng)條件控制）。分析優(yōu)點(diǎn)（降解徹底、適用性廣）和缺點(diǎn)（可能產(chǎn)生副產(chǎn)物、能耗較高、催化劑成本或回收問(wèn)題）。*膜分離技術(shù)：闡述膜分離（如超濾、納濾、反滲透）在該廢水處理中的應(yīng)用，如去除懸浮