2025年高職化工（化工分離技術(shù)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填涂在答題紙上。(總共20題，每題2分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)1.化工分離技術(shù)中，利用各組分在某種溶劑中溶解度差異進(jìn)行分離的方法是A.蒸餾B.萃取C.吸附D.離子交換2.在精餾操作中，塔頂溫度主要取決于A.進(jìn)料組成B.回流比C.塔底溫度D.塔頂產(chǎn)品組成3.對(duì)于難揮發(fā)的溶質(zhì)，其水溶液的沸點(diǎn)A.低于純水沸點(diǎn)B.等于純水沸點(diǎn)C.高于純水沸點(diǎn)D.與溶質(zhì)性質(zhì)有關(guān)4.萃取操作中，分配系數(shù)K值越大，說明溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度A.越小B.越大C.不變D.與K值無關(guān)5.吸附分離中，常用的吸附劑是A.活性炭B.水C.乙醇D.氯化鈉6.在離子交換分離中，陽離子交換樹脂可交換的離子是A.陰離子B.陽離子C.中性分子D.都可以7.化工分離過程中，能耗最大的是A.蒸餾B.萃取C.過濾D.結(jié)晶8.精餾塔中，精餾段的作用是A.提濃輕組分B.提濃重組分C.分離出產(chǎn)品D.預(yù)熱進(jìn)料9.萃取劑的選擇原則不包括A.與原溶劑互不相溶B.對(duì)溶質(zhì)有較大溶解度C.與溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.易于回收10.吸附等溫線的類型不包括A.朗繆爾等溫線B.弗羅因德利希等溫線C.亨利等溫線D.阿累尼烏斯等溫線11.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.選擇性越好12.在精餾塔的操作中，回流比增大，塔頂產(chǎn)品純度A.提高B.降低C.不變D.先提高后降低13.萃取過程中，萃取劑與原溶劑的密度差A(yù).越大越好B.越小越好C.無影響D.適中最好14.吸附分離中，吸附質(zhì)在吸附劑表面的吸附方式不包括A.物理吸附B.化學(xué)吸附C.離子交換吸附D.共價(jià)吸附15.離子交換分離中，再生離子交換樹脂常用的試劑是A.酸和堿B.鹽溶液C.有機(jī)溶劑D.水16.精餾塔的理論塔板數(shù)是指A.實(shí)際塔板數(shù)B.包括再沸器的塔板數(shù)C.達(dá)到給定分離要求所需的塔板數(shù)D.進(jìn)料板數(shù)17.萃取操作中，相比是指A.萃取劑與原溶液的體積比B.溶質(zhì)在萃取劑與原溶液中的濃度比C.萃取劑與溶質(zhì)的質(zhì)量比D.原溶液與萃取劑的質(zhì)量比18.吸附劑的比表面積越大，其吸附能力A.越強(qiáng)B.越弱C.不變D.先強(qiáng)后弱19.離子交換樹脂的活性基團(tuán)不包括A.磺酸基B.羧基C.羥基D.甲基20.在化工分離中，膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)不包括A.能耗低B.分離效率高C.設(shè)備簡(jiǎn)單D.適用范圍廣第II卷（非選擇題，共6分）（一）填空題（共10分）(總共5題，每題2分)1.化工分離技術(shù)按分離原理可分為______、______、______、______等。2.精餾操作中，回流比是指______與______的比值。3.萃取過程中，溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度與在原溶劑中的溶解度之比稱為______。4.吸附分離中，吸附質(zhì)在吸附劑表面達(dá)到吸附平衡時(shí)的濃度與氣相中吸附質(zhì)濃度之比稱為______。5.離子交換樹脂由______、______和______三部分組成。（二）簡(jiǎn)答題（共15分）(總共3題，每題5分)1.簡(jiǎn)述蒸餾分離的基本原理。2.萃取操作中，影響萃取效率的因素有哪些？3.離子交換分離的操作步驟包括哪些？（三）計(jì)算題（共15分）(總共2題，第1題6分，第2題9分)1.某二元混合液，其中易揮發(fā)組分A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，在連續(xù)精餾塔中進(jìn)行分離。要求塔頂產(chǎn)品中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.95，塔底產(chǎn)品中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.05。已知回流比R=3，進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=1.2，試求精餾段操作線方程。2.在萃取操作中，用純?nèi)軇㏒從含溶質(zhì)A的水溶液中萃取A。原料液流量為1000kg/h，其中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。要求萃余相中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至10%。已知分配系數(shù)K=2（質(zhì)量比表示），試求所需的萃取劑用量。（四）案例分析題（共20分）(總共2題，每題10分)1.某化工廠采用精餾塔分離苯-甲苯混合液。在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)塔頂產(chǎn)品中苯的含量低于設(shè)計(jì)要求。請(qǐng)分析可能的原因，并提出改進(jìn)措施。請(qǐng)?jiān)谙路娇瞻讌^(qū)域作答。2.某化工企業(yè)在進(jìn)行離子交換分離操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)離子交換樹脂的交換容量下降較快。請(qǐng)分析可能的原因，并提出解決方法。請(qǐng)?jiān)谙路娇瞻讌^(qū)域作答。（五）綜合應(yīng)用題（共20分）(總共1題，20分)某化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了含有甲醇、乙醇和水的混合廢液。現(xiàn)要求將甲醇和乙醇分離出來，且甲醇和乙醇的回收率均不低于95%。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種合理的分離工藝流程，并說明各步驟的作用和操作條件。請(qǐng)?jiān)谙路娇瞻讌^(qū)域作答。答案：1.B2.D3.C4.B5.A6.B7.A8.A9.C10.D11.B12.A13.A14.D15.A16.C17.A18.A19.D20.C填空題答案1.平衡分離、速率分離、反應(yīng)分離、膜分離2.回流量、塔頂產(chǎn)品量3.分配系數(shù)4.吸附平衡常數(shù)5.骨架、活性基團(tuán)、可交換離子簡(jiǎn)答題答案1.蒸餾是利用混合液中各組分揮發(fā)度的差異，通過加熱使其部分汽化，然后將蒸汽冷凝，從而實(shí)現(xiàn)各組分分離的過程。易揮發(fā)組分在氣相中濃度較高，難揮發(fā)組分在液相中濃度較高，通過多次部分汽化和冷凝，可使混合液得到較純的分離。2.影響萃取效率的因素有：萃取劑的選擇、相比、溫度、萃取時(shí)間、混合程度等。萃取劑應(yīng)與原溶劑互不相溶且對(duì)溶質(zhì)有較大溶解度；合適的相比可提高萃取效果；溫度影響溶質(zhì)在兩相中的溶解度；足夠的萃取時(shí)間和良好的混合能使傳質(zhì)充分。3.離子交換分離的操作步驟包括：樹脂的預(yù)處理、裝柱、離子交換吸附、洗脫、樹脂的再生。預(yù)處理是去除樹脂中的雜質(zhì)；裝柱使樹脂填充柱體；離子交換吸附時(shí)溶液通過樹脂柱，溶質(zhì)與樹脂上的離子交換；洗脫是將吸附的離子解吸下來；再生是恢復(fù)樹脂的交換能力。計(jì)算題答案1.精餾段操作線方程為y=0.75x+0.2375。2.所需萃取劑用量為1300kg/h。案例分析題答案1.可能原因：回流比過小、進(jìn)料組成變化、塔板效率降低、塔頂冷凝器冷卻效果不佳等。改進(jìn)措施：增大回流比、調(diào)整進(jìn)料組成、檢查塔板狀況并進(jìn)行修復(fù)或更換、檢查冷凝器并提高冷卻效果。2.可能原因：樹脂使用時(shí)間過長(zhǎng)、再生不充分、進(jìn)水水質(zhì)差、溫度過高或過低等。解決方法：定期更換樹脂、優(yōu)化再生工藝、加強(qiáng)進(jìn)水預(yù)處理、控制操作溫度在合適范圍。綜合應(yīng)用題答案工藝流程：先采用精餾塔分離甲醇和乙醇與水的混合液，利用甲醇和乙醇揮發(fā)度不同，通過加熱汽化、冷凝實(shí)現(xiàn)初步分離。塔頂?shù)玫郊状己鸵掖嫉?/p>