2025年水的凈化試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）

1.水的凈化過程中，下列哪種方法主要用于去除水中的懸浮物和膠體物質(zhì)？

A.蒸餾

B.過濾

C.消毒

D.離子交換

2.下列哪種物質(zhì)是水處理中最常用的消毒劑？

A.酒精

B.氯氣

C.食鹽

D.醋酸

3.在水的凈化過程中，活性炭主要用于去除：

A.重金屬離子

B.細(xì)菌和病毒

C.有機(jī)物和異味

D.無機(jī)鹽類

4.下列哪種方法可以有效去除水中的鈣、鎂離子，使水變軟？

A.過濾

B.蒸餾

C.離子交換

D.沉淀

5.水的硬度主要由下列哪種離子引起？

A.鈉離子

B.鈣離子和鎂離子

C.鐵離子

D.氯離子

6.在污水處理中，初次沉淀池的主要作用是去除：

A.溶解性有機(jī)物

B.膠體物質(zhì)

C.懸浮固體

D.重金屬離子

7.下列哪種技術(shù)主要用于海水淡化？

A.過濾

B.蒸餾

C.沉淀

D.消毒

8.在飲用水處理中，混凝劑的主要作用是：

A.殺死細(xì)菌

B.去除重金屬

C.使懸浮物聚集沉淀

D.去除異味

9.下列哪種方法不屬于物理凈化方法？

A.過濾

B.沉淀

C.吸附

D.中和

10.水的pH值在什么范圍內(nèi)被認(rèn)為是中性的？

A.0-7

B.7-14

C.6-8

D.5-9

二、填空題（共5題，每題2分）

1.水的凈化過程中，常用的混凝劑有明礬、________和聚合氯化鋁等。

2.水的硬度分為暫時(shí)硬度和________硬度。

3.在污水處理中，活性污泥法主要利用________來分解水中的有機(jī)污染物。

4.水的消毒方法主要有氯消毒、臭氧消毒和________消毒等。

5.海水淡化中最常用的方法是________法和反滲透法。

三、判斷題（共5題，每題2分）

1.活性炭可以去除水中的所有污染物。（）

2.蒸餾是去除水中溶解性鹽類的有效方法。（）

3.水的硬度對人體健康有害，應(yīng)該完全去除。（）

4.氯氣消毒會(huì)產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物，如三鹵甲烷。（）

5.反滲透膜可以去除水中的所有離子和分子。（）

四、多項(xiàng)選擇題（共2題，每題2分）

1.下列哪些方法可用于去除水中的重金屬離子？（）

A.活性炭吸附

B.離子交換

C.化學(xué)沉淀

D.膜分離

2.下列哪些因素會(huì)影響水的凈化效果？（）

A.水的溫度

B.水的pH值

C.污染物的性質(zhì)和濃度

D.凈化設(shè)備的性能

五、簡答題（共2題，每題5分）

1.簡述水的常規(guī)處理工藝流程及其各環(huán)節(jié)的主要作用。

2.解釋反滲透海水淡化原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。

參考答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.答案：B

解析：過濾是利用多孔介質(zhì)截留水中的懸浮物和膠體物質(zhì)的方法。蒸餾是通過汽化冷凝去除水中溶解性和非溶解性物質(zhì)；消毒主要是殺死水中的微生物；離子交換主要用于去除水中的離子性物質(zhì)。

2.答案：B

解析：氯氣是水處理中最常用的消毒劑，能有效殺死水中的細(xì)菌和病毒。酒精主要用于皮膚消毒，不適用于大規(guī)模水處理；食鹽不具有消毒作用；醋酸是一種弱酸，也不具有消毒效果。

3.答案：C

解析：活性炭具有巨大的比表面積和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，能有效吸附水中的有機(jī)物和異味物質(zhì)。對于重金屬離子，活性炭也有一定的吸附能力，但不是其主要功能；活性炭不能有效去除細(xì)菌和病毒；對于無機(jī)鹽類，活性炭的去除效果有限。

4.答案：C

解析：離子交換法是利用離子交換樹脂與水中的鈣、鎂離子進(jìn)行交換，用鈉離子替代它們，從而使水變軟。過濾主要去除懸浮物；蒸餾是通過汽化冷凝去除水中溶解性和非溶解性物質(zhì)；沉淀主要用于去除水中的懸浮物。

5.答案：B

解析：水的硬度主要由水中的鈣離子(Ca2?)和鎂離子(Mg2?)引起。鈉離子、鐵離子和氯離子也會(huì)影響水質(zhì)，但不是引起水硬度的主要原因。

6.答案：C

解析：初次沉淀池主要用于去除污水中的懸浮固體，通過重力沉降作用使懸浮物沉淀下來。溶解性有機(jī)物、膠體物質(zhì)和重金屬離子需要在后續(xù)處理單元中去除。

7.答案：B

解析：蒸餾是最早也是最常用的海水淡化方法，通過加熱海水使其蒸發(fā)，然后冷凝蒸氣得到淡水。過濾、沉淀和消毒主要用于淡水處理，不適合大規(guī)模海水淡化。

8.答案：C

解析：混凝劑如明礬、聚合氯化鋁等加入水中后，會(huì)中和水中懸浮顆粒的電荷，使它們聚集形成較大的絮體，便于后續(xù)沉淀或過濾去除?；炷齽┎荒苤苯託⑺兰?xì)菌、去除重金屬或去除異味。

9.答案：D

解析：過濾、沉淀和吸附都是物理凈化方法，不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。中和是一種化學(xué)方法，通過酸堿反應(yīng)改變污染物的化學(xué)性質(zhì)，不屬于物理凈化方法。

10.答案：C

解析：水的pH值在6-8范圍內(nèi)被認(rèn)為是中性的。pH值小于7為酸性，大于7為堿性。中性pH值對大多數(shù)生物和工業(yè)應(yīng)用都是適宜的。

二、填空題

1.答案：聚合硫酸鐵

解析：常用的混凝劑有明礬、聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁等。這些混凝劑在水中水解形成帶正電荷的膠體，能中和水中懸浮顆粒的負(fù)電荷，使它們聚集形成較大的絮體，便于后續(xù)沉淀或過濾去除。

2.答案：永久

解析：水的硬度分為暫時(shí)硬度和永久硬度。暫時(shí)硬度主要由水中的碳酸氫鈣和碳酸氫鎂引起，可以通過煮沸去除；永久硬度主要由水中的硫酸鈣、硫酸鎂、氯化鈣和氯化鎂等引起，不能通過煮沸去除。

3.答案：微生物

解析：活性污泥法是利用活性污泥中的微生物（主要是細(xì)菌）來分解水中的有機(jī)污染物。微生物通過代謝作用將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和其他簡單物質(zhì)，從而達(dá)到凈化污水的目的。

4.答案：紫外線

解析：水的消毒方法主要有氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒等。氯消毒通過氯的氧化作用殺死微生物；臭氧消毒通過臭氧的強(qiáng)氧化作用殺死微生物；紫外線消毒通過破壞微生物的DNA結(jié)構(gòu)使其失去活性。

5.答案：蒸餾

解析：海水淡化中最常用的方法是蒸餾法和反滲透法。蒸餾法通過加熱海水使其蒸發(fā)，然后冷凝蒸氣得到淡水；反滲透法通過施加高壓使水分子通過半透膜，而鹽分被截留，從而得到淡水。

三、判斷題

1.答案：×

解析：活性炭可以去除水中的有機(jī)物、異味和部分重金屬離子，但不能去除水中的所有污染物。例如，活性炭對無機(jī)鹽類、微生物和某些離子的去除效果有限。

2.答案：√

解析：蒸餾是通過汽化冷凝過程去除水中溶解性和非溶解性物質(zhì)的方法，能有效去除水中的溶解性鹽類，得到高純度的水。

3.答案：×

解析：適量的硬水對人體健康無害，甚至有益。鈣和鎂是人體必需的微量元素，硬水中的鈣、鎂離子對骨骼和牙齒健康有益。過高的硬度可能導(dǎo)致水垢形成和洗滌效果下降，但完全去除硬度沒有必要。

4.答案：√

解析：氯氣消毒會(huì)產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物，如三鹵甲烷（THMs），這些物質(zhì)是氯與水中的有機(jī)物反應(yīng)形成的，具有潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn)。因此，現(xiàn)代水處理工藝通常會(huì)采用預(yù)處理減少有機(jī)物含量，或使用其他消毒方法減少副產(chǎn)物形成。

5.答案：×

解析：反滲透膜可以去除水中的大部分離子和分子，但不能去除所有物質(zhì)。例如，某些小分子有機(jī)物、氣體和部分離子可能通過反滲透膜。此外，反滲透膜對操作條件（如壓力、pH值、溫度等）有一定要求。

四、多項(xiàng)選擇題

1.答案：A、B、C、D

解析：活性炭吸附可以去除水中的部分重金屬離子；離子交換法利用離子交換樹脂與水中的重金屬離子進(jìn)行交換，能有效去除重金屬；化學(xué)沉淀通過調(diào)節(jié)pH值或添加絮凝劑使重金屬形成沉淀物；膜分離（如反滲透、納濾等）可以有效截留水中的重金屬離子。因此，這四種方法都可以用于去除水中的重金屬離子。

2.答案：A、B、C、D

解析：水的溫度會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率和微生物活性，從而影響凈化效果；水的pH值會(huì)影響污染物的存在形態(tài)和化學(xué)反應(yīng)，影響凈化效果；污染物的性質(zhì)和濃度直接影響凈化難度和效果；凈化設(shè)備的性能決定了凈化效率和效果。因此，這四個(gè)因素都會(huì)影響水的凈化效果。

五、簡答題

1.答案：

水的常規(guī)處理工藝流程主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

(1)混凝：向水中投加混凝劑（如明礬、聚合氯化鋁等），使水中懸浮物和膠體顆粒聚集形成較大的絮體。

(2)沉淀：使混凝形成的絮體在重力作用下沉淀下來，與水分離。

(3)過濾：使水通過濾料（如石英砂、活性炭等），進(jìn)一步去除水中的細(xì)小懸浮物和部分微生物。

(4)消毒：投加消毒劑（如氯氣、臭氧、二氧化氯等）殺死水中的病原微生物，確保飲用水安全。

(5)調(diào)節(jié)pH值：根據(jù)需要調(diào)節(jié)水的pH值，使其符合使用標(biāo)準(zhǔn)。

各環(huán)節(jié)的主要作用：混凝主要是使懸浮物和膠體顆粒聚集；沉淀主要是去除較大的絮體；過濾主要是去除細(xì)小的懸浮物和部分微生物；消毒主要是殺死病原微生物；調(diào)節(jié)pH值主要是使水質(zhì)符合使用要求。

2.答案：

反滲透海水淡化原理：

反滲透是一種膜分離技術(shù)，其原理是利用半透膜的選擇性透過性，在高于滲透壓的壓力作用下，使水分子通過半透膜，而鹽分和其他雜質(zhì)被截留，從而實(shí)現(xiàn)海水淡化。具體過程是：將海水加壓至高于其滲透壓的壓力，迫使水分子通過反滲透膜，而鹽離子、有機(jī)物等被截留在高壓側(cè)，收集透過膜的淡水即可得到淡化水。

優(yōu)點(diǎn)：

(1)淡化效果好，能去除水中絕大部分鹽分和雜質(zhì)；

(2)能耗相對較低，相比多級閃蒸等傳統(tǒng)方法更