2025年大學(xué)化學(xué)工程（化工分離）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：（總共8題，每題5分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.以下哪種分離方法基于物質(zhì)在兩相之間的分配系數(shù)差異？（）A.蒸餾B.萃取C.過濾D.吸附2.精餾過程中，塔頂產(chǎn)品純度主要取決于（）A.回流比B.塔板數(shù)C.進(jìn)料組成D.加熱量3.在吸收操作中，吸收劑的選擇應(yīng)考慮的首要因素是（）A.溶解度B.揮發(fā)性C.腐蝕性D.價格4.對于恒沸精餾，加入的夾帶劑應(yīng)與原溶液中的（）形成恒沸物。A.輕組分B.重組分C.所有組分D.特定組分5.以下哪種膜分離過程是利用壓力差實(shí)現(xiàn)分離的？（）A.反滲透B.電滲析C.超濾D.以上都是6.離心機(jī)分離的原理主要是基于（）A.重力沉降B.離心力沉降C.過濾D.吸附7.在萃取操作中，分配系數(shù)越大，說明（）A.溶質(zhì)越易溶于萃取劑B.溶質(zhì)越難溶于萃取劑C.萃取效果越差D.與萃取效果無關(guān)8.吸附分離中，常用的吸附劑不包括（）A.活性炭B.硅膠C.離子交換樹脂D.氯化鈉第II卷（非選擇題共60分）9.（10分）簡述精餾塔的工作原理及主要組成部分。10.（10分）在吸收塔設(shè)計(jì)中，如何確定吸收劑的用量？11.（15分）某二元混合物，其中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，泡點(diǎn)溫度下的氣液平衡數(shù)據(jù)如下：xAyA0.30.550.40.650.50.75求塔頂產(chǎn)品組成和塔底產(chǎn)品組成。12.（15分）材料：某化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了含有乙醇和水的混合廢水，乙醇含量為30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。要求通過分離方法回收乙醇，使其含量提高到95%以上用于循環(huán)利用。問題：請?jiān)O(shè)計(jì)一種可行的分離方案，并說明選擇該方案的理由。13.（10分）簡述膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性。答案：1.B2.A3.A4.D5.D6.B7.A8.D9.精餾塔工作原理：利用混合液中各組分揮發(fā)度不同，多次進(jìn)行部分汽化和部分冷凝，使氣相中的輕組分不斷增濃，液相中的重組分不斷增濃，從而實(shí)現(xiàn)分離。主要組成部分包括塔體、塔板或填料、再沸器、冷凝器等。10.確定吸收劑用量需考慮：根據(jù)物料衡算確定最小吸收劑用量；考慮吸收效率、設(shè)備費(fèi)用等因素，通過經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)確定適宜的吸收劑用量，一般會在最小用量基礎(chǔ)上增加一定比例。11.塔頂產(chǎn)品組成：由氣液平衡數(shù)據(jù)可知，當(dāng)xA=0.4時，yA=0.65，所以塔頂產(chǎn)品組成中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.65。塔底產(chǎn)品組成：設(shè)塔底產(chǎn)品中A的摩爾分?jǐn)?shù)為x，根據(jù)物料衡算可得：0.4=0.65×塔頂產(chǎn)品量+x×塔底產(chǎn)品量，且塔頂產(chǎn)品量+塔底產(chǎn)品量=1，解得x=0.2。12.可采用精餾方案。理由：乙醇和水的沸點(diǎn)有一定差異，精餾可利用此差異實(shí)現(xiàn)分離。通過精餾能使乙醇含量逐步提高到95%以上，滿足循環(huán)利用要求。先將混合廢水預(yù)熱后進(jìn)入精餾塔，塔頂蒸出乙醇蒸汽經(jīng)冷凝后得到初步提純的乙醇，塔底排出水。再通過適當(dāng)調(diào)整回流比等操作參數(shù)，進(jìn)一步提高乙醇純度。13.優(yōu)點(diǎn)：