2025年高職應(yīng)用化工技術(shù)（化工分離技術(shù)）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：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在題后的括號內(nèi)。1.化工分離技術(shù)中，以下哪種方法不屬于基于傳質(zhì)過程的分離方法？（）A.蒸餾B.萃取C.過濾D.吸附2.精餾操作中，回流比的大小對精餾塔的分離效果有著重要影響。當回流比增大時，以下說法正確的是（）A.塔頂產(chǎn)品純度提高，塔釜產(chǎn)品純度降低B.塔頂產(chǎn)品純度降低，塔釜產(chǎn)品純度提高C.塔頂和塔釜產(chǎn)品純度均提高D.塔頂和塔釜產(chǎn)品純度均降低3.在萃取操作中，萃取劑的選擇至關(guān)重要。以下哪種性質(zhì)不是選擇萃取劑時需要考慮的主要因素？（）A.萃取劑與原溶劑互不相溶B.萃取劑對溶質(zhì)有較大的溶解度C.萃取劑的密度與原溶劑相差較大D.萃取劑的沸點較低，易于回收4.吸附分離過程中，吸附劑的吸附容量與以下哪個因素關(guān)系不大？（）A.吸附劑的比表面積B.吸附質(zhì)的濃度C.吸附溫度D.吸附劑的顏色5.對于恒沸精餾，加入的恒沸劑應(yīng)與原溶液中的組分形成（）A.正偏差恒沸物B.負偏差恒沸物C.理想溶液D.不形成恒沸物6.以下哪種膜分離技術(shù)主要用于分離氣體混合物？（）A.反滲透B.超濾C.氣體滲透膜分離D.電滲析7.在離子交換樹脂分離過程中，離子交換樹脂的選擇性系數(shù)與以下哪些因素有關(guān)？（）A.離子的電荷數(shù)B.離子的半徑C.溶液的溫度D.以上都是8.萃取精餾中，萃取劑的沸點應(yīng)（）A.遠高于原溶液中各組分的沸點B.遠低于原溶液中各組分的沸點C.與原溶液中某一組分的沸點相近D.與原溶液中各組分的沸點無關(guān)9.以下哪種分離方法屬于機械分離方法？（）A.離心分離B.吸收C.解吸D.離子交換10.對于連續(xù)精餾塔，進料熱狀況參數(shù)q的取值范圍是（）A.q≤0B.0＜q＜1C.q=1D.q≥111.在吸附等溫線中，Langmuir吸附等溫線適用于（）A.單分子層吸附B.多分子層吸附C.化學吸附D.物理吸附12.以下哪種物質(zhì)可作為離子交換樹脂的交聯(lián)劑？（）A.苯乙烯B.二乙烯苯C.乙醇D.水13.萃取塔中，分散相的選擇應(yīng)考慮多個因素。一般來說，以下哪種情況更適合選擇連續(xù)相？（）A.流量大的相B.流量小的相C.粘度大的相D.密度大的相14.精餾塔的理論塔板數(shù)是指（）A.實際需要的塔板數(shù)B.包括再沸器和冷凝器在內(nèi)的塔板數(shù)C.達到給定分離要求所需的最少塔板數(shù)D.塔頂和塔釜之間的塔板數(shù)15.在氣體吸收過程中，吸收質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)移到液相的過程中，以下哪種傳質(zhì)阻力可以忽略不計？（）A.氣膜阻力B.液膜阻力C.氣液界面阻力D.以上都不能忽略16.以下哪種膜分離過程是利用膜兩側(cè)的壓力差實現(xiàn)分離的？（）A.反滲透B.超濾C.微濾D.以上都是17.離子交換樹脂的交換容量與以下哪個因素有關(guān)？（）A.樹脂的交聯(lián)度B.樹脂的顆粒大小C.溶液的pH值D.以上都是18.在精餾操作中，若進料組成發(fā)生變化，而其他條件不變，精餾塔的操作線方程（）A.不變B.改變C.部分改變D.不確定19.吸附過程中，吸附質(zhì)在吸附劑表面的吸附熱與以下哪個因素有關(guān)？（）A.吸附質(zhì)的性質(zhì)B.吸附劑的性質(zhì)C.吸附溫度D.以上都是20.對于萃取操作，以下哪種說法是錯誤的？（）A.萃取劑與原溶劑應(yīng)互不相溶B.萃取劑對溶質(zhì)的溶解度應(yīng)遠大于原溶劑對溶質(zhì)的溶解度C.萃取劑的密度應(yīng)與原溶劑相差不大D.萃取操作可用于分離液體混合物第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：請在每題的空格中填上正確答案。每空1分。1.化工分離技術(shù)按分離過程的本質(zhì)可分為機械分離和______分離。2.精餾塔的進料熱狀況有五種，分別是冷液進料、______、氣液混合物進料、飽和蒸汽進料和過熱蒸汽進料。3.萃取操作中，分配系數(shù)K越大，說明溶質(zhì)在萃取相中的溶解度越______。4.吸附等溫線的類型有Langmuir吸附等溫線、Freundlich吸附等溫線和______吸附等溫線等。5.離子交換樹脂由______、交聯(lián)劑和交換基團三部分組成。6.膜分離過程中，反滲透主要用于分離______混合物。7.精餾塔的回流比可分為最小回流比、______和全回流。8.萃取精餾中，萃取劑的加入量應(yīng)根據(jù)______和分離要求來確定。9.在氣體吸收過程中，吸收質(zhì)的吸收速率與氣膜傳質(zhì)系數(shù)、液膜傳質(zhì)系數(shù)以及______有關(guān)。10.連續(xù)精餾塔中，塔頂產(chǎn)品采出率增大，塔釜產(chǎn)品純度______。（二）簡答題（共20分）答題要求：簡要回答問題，每題5分。1.簡述精餾操作的原理。2.在萃取操作中，如何選擇合適的萃取劑？3.說明吸附分離的基本過程。4.簡述離子交換樹脂的工作原理。（三）計算題（共20分）答題要求：寫出計算過程和答案，每題10分。1.某連續(xù)精餾塔，進料量為100kmol/h，進料組成xF=0.5（摩爾分數(shù)），要求塔頂產(chǎn)品組成xD=0.95，塔釜產(chǎn)品組成xW=0.05。已知精餾段操作線方程為y=0.75x+0.2375，求塔頂產(chǎn)品采出率D/F和精餾段的氣液比L/V。2.在某萃取體系中，溶質(zhì)A在萃取相E和萃余相R中的分配系數(shù)K=2，原料液中溶質(zhì)A的含量為0.2（質(zhì)量分數(shù)），萃取劑與原料液的質(zhì)量比S/F=1。求萃取后萃余相中溶質(zhì)A的含量xR。（四）案例分析題（共10分）答題要求：閱讀以下案例，回答問題。每題5分。某化工廠在生產(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)量分數(shù)），現(xiàn)需要對該廢水進行處理，回收其中的乙醇。該廠采用精餾的方法進行分離，已知精餾塔的進料量為1000kg/h，進料溫度為25℃，塔頂溫度為78.3℃，塔釜溫度為100℃，回流比為3。經(jīng)過一段時間的運行，發(fā)現(xiàn)塔頂乙醇含量達不到設(shè)計要求。1.請分析塔頂乙醇含量達不到設(shè)計要求的可能原因。2.針對上述原因，提出改進措施。（五）論述題（共10分）答題要求：結(jié)合所學知識，論述以下問題。論述膜分離技術(shù)在化工分離中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。答案：1.C2.C3.D4.D5.B6.C7.D8.A9.A10.B11.A12.B13.A14.C15.C16.D17.D18.B19.D20.C填空題答案：1.傳質(zhì)2.泡點進料3.大4.BET5.骨架6.水溶液7.適宜回流比8.進料組成9.推動力10.降低簡答題答案：1.精餾是利用混合液中各組分揮發(fā)度的不同，使液體混合物部分汽化并隨之使蒸汽部分冷凝，從而實現(xiàn)分離的操作過程。2.應(yīng)考慮萃取劑與原溶劑互不相溶；對溶質(zhì)溶解度大；與溶質(zhì)有較大的分離系數(shù)；化學穩(wěn)定性好；沸點適當；價格低廉等。3.氣體或液體混合物與吸附劑接觸，吸附質(zhì)被吸附在吸附劑表面，達到吸附平衡后，再通過解吸等方法使吸附質(zhì)與吸附劑分離。4.離子交換樹脂上的可交換離子與溶液中的同號離子進行交換反應(yīng)，從而實現(xiàn)離子的分離和富集。計算題答案：1.由精餾段操作線方程y=0.75x+0.2375可得L/V=0.75，1-D/F=0.2375/0.95，解得D/F=0.75。2.由K=y/x=2，xF=0.2，S/F=1，根據(jù)物料衡算可得xR=0.1。案例分析題答案：1.可能原因有進料組成變化、回流比不合適、塔板效率下降、塔頂冷凝器或塔釜再沸器故