2025年高職化工生物技術(shù)（離子交換技術(shù)）上學(xué)期期末測(cè)試卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)）1.離子交換樹脂的交聯(lián)度越大，其（）。A.交換容量越大B.機(jī)械強(qiáng)度越高C.交換速度越快D.選擇性越低2.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂的活性基團(tuán)是（）。A.-SO?HB.-COOHC.-NH?D.-OH3.離子交換過(guò)程中，離子交換速度主要取決于（）。A.離子濃度B.樹脂顆粒大小C.離子電荷數(shù)D.以上都是4.離子交換樹脂的再生通常采用（）。A.酸或堿B.鹽溶液C.有機(jī)溶劑D.水5.下列哪種離子在離子交換樹脂上的選擇性最強(qiáng)（）。A.Na?B.Ca2?C.Fe3?D.H?6.離子交換柱的裝填順序一般是（）。A.石英砂-樹脂-玻璃棉B.樹脂-石英砂-玻璃棉C.玻璃棉-樹脂-石英砂D.玻璃棉-石英砂-樹脂7.離子交換過(guò)程中，溶液的pH值對(duì)離子交換有重要影響，一般來(lái)說(shuō)，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂在（）條件下交換效果較好。A.酸性B.中性C.堿性D.任意pH值8.離子交換樹脂的交換容量是指（）。A.單位體積樹脂能交換的離子的物質(zhì)的量B.單位質(zhì)量樹脂能交換的離子的物質(zhì)的量C.單位體積樹脂能交換的離子的質(zhì)量D.單位質(zhì)量樹脂能交換的離子的質(zhì)量9.離子交換技術(shù)在化工生產(chǎn)中常用于（）。A.分離和提純B.催化反應(yīng)C.廢水處理D.以上都是10.弱堿性陰離子交換樹脂的活性基團(tuán)是（）。A.-SO?HB.-COOHC.-NH?D.-OH二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)）1.離子交換樹脂的性能指標(biāo)包括（）。A.交換容量B.交聯(lián)度C.粒度D.密度E.含水率2.影響離子交換選擇性的因素有（）。A.離子電荷數(shù)B.離子半徑C.離子水化半徑D.溶液的pH值E.樹脂的交聯(lián)度3.離子交換過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟（）。A.外部溶液中的離子擴(kuò)散到樹脂顆粒表面B.離子從樹脂顆粒表面擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部活性基團(tuán)附近C.離子與活性基團(tuán)發(fā)生交換反應(yīng)D.被交換下來(lái)的離子從樹脂內(nèi)部擴(kuò)散到樹脂顆粒表面E.被交換下來(lái)的離子擴(kuò)散到外部溶液中4.離子交換樹脂的預(yù)處理包括（）。A.物理處理B.化學(xué)處理C.轉(zhuǎn)型處理D.老化處理E.活化處理5.離子交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有（）。A.分離效率高B.選擇性好C.操作簡(jiǎn)便D.成本低E.可連續(xù)操作三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說(shuō)法是否正確，正確的打√，錯(cuò)誤的打×）1.離子交換樹脂是一種具有離子交換功能的高分子材料。（）2.離子交換過(guò)程是可逆的，因此可以通過(guò)再生使樹脂恢復(fù)交換能力。（）3.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂只能交換陽(yáng)離子，不能交換陰離子。（）4.離子交換樹脂的粒度越小，交換速度越快，但樹脂的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)降低。（）5.溶液中離子濃度越高，離子交換速度越快，交換容量也越大。（）6.在離子交換過(guò)程中，離子的選擇性與離子的水化半徑有關(guān)，水化半徑越小，選擇性越強(qiáng)。（）7.離子交換樹脂的交聯(lián)度越小，則樹脂的網(wǎng)孔越大，交換速度越快，但選擇性越差。（）8.離子交換柱的高度對(duì)離子交換效果沒有影響。（）9.離子交換技術(shù)只能用于分離離子化合物，不能用于分離非離子化合物。（）10.離子交換樹脂的再生過(guò)程就是將樹脂上的離子用其他離子替換下來(lái)的過(guò)程。（）四、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分）1.簡(jiǎn)述離子交換樹脂的分類及特點(diǎn)。2.說(shuō)明影響離子交換選擇性的因素有哪些。3.簡(jiǎn)述離子交換過(guò)程的基本步驟。五、綜合應(yīng)用題（總共1題，20分）某化工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生含有大量Ca2?、Mg2?的廢水，現(xiàn)擬采用離子交換技術(shù)對(duì)該廢水進(jìn)行處理，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。已知廢水中Ca2?濃度為0.05mol/L，Mg2?濃度為0.03mol/L，擬采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂進(jìn)行處理，樹脂的交換容量為1.5mmol/g，試計(jì)算處理1m3廢水所需樹脂的質(zhì)量，并說(shuō)明樹脂的再生方法及原理。答案：一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A3.D4.A5.C6.D7.B8.B9.D10.C二、多項(xiàng)選擇題1.ABCDE2.ABCDE3.ABCDE4.ABC5.ABCE三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.×10.√四、簡(jiǎn)答題1.離子交換樹脂分為陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽(yáng)離子交換樹脂又可分為強(qiáng)酸性和弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂；陰離子交換樹脂可分為強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹脂。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂交換容量大、交換速度快，但選擇性較差；弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂選擇性好，但交換容量較小。強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂交換容量大、選擇性好；弱堿性陰離子交換樹脂交換容量較小，選擇性相對(duì)較弱。2.影響離子交換選擇性的因素有：離子電荷數(shù)，電荷數(shù)越多，選擇性越強(qiáng)；離子半徑，半徑越小，選擇性越強(qiáng)；離子水化半徑，水化半徑越小，選擇性越強(qiáng)；溶液的pH值，會(huì)影響離子的存在形式；樹脂的交聯(lián)度，交聯(lián)度不同，網(wǎng)孔大小不同，選擇性也不同。3.離子交換過(guò)程的基本步驟：外部溶液中的離子擴(kuò)散到樹脂顆粒表面；離子從樹脂顆粒表面擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部活性基團(tuán)附近；離子與活性基團(tuán)發(fā)生交換反應(yīng)；被交換下來(lái)的離子從樹脂內(nèi)部擴(kuò)散到樹脂顆粒表面；被交換下來(lái)的離子擴(kuò)散到外部溶液中。五、綜合應(yīng)用題1.計(jì)算所需樹脂質(zhì)量：-1m3廢水含Ca2?物質(zhì)的量：n(Ca2?)=0.05mol/L×1000L=50mol-1m3廢水含Mg2?物質(zhì)的量：n(Mg2?)=0.03mol/L×1000L=30mol-總共需交換的離子物質(zhì)的量：n=n(Ca2?)+n(Mg2?)=50mol+30mol=80mol=80000mmol-樹脂交換容量為1.5mmol/g，則所需樹脂質(zhì)量：m=80000mmol÷1.5mmol/g≈53333g=53.33kg2.樹脂再生方法及原理：-再生方法：采用酸再生。-原理：用酸處