2025年大学《应用化学》专业题库- 环境污染物的化学降解方法

2025年大学《应用化学》专业题库——环境污染物的化学降解方法考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列哪种方法不属于高级氧化技术（AOPs）？（）A.光催化氧化B.超声波氧化C.湿式空气氧化D.臭氧氧化2.芬顿法中，通常加入的金属离子催化剂是？（）A.Cu²⁺B.Fe²⁺C.Mn²⁺D.Zn²⁺3.在光催化降解过程中，半导体催化剂的禁带宽度主要决定了其能吸收的光波长范围。为有效降解水中近紫外光的污染物，应选用哪种禁带宽度范围的半导体？（）A.小于2.0eVB.2.0-3.0eVC.3.0-4.0eVD.大于4.0eV4.电化学氧化法处理废水时，阳极发生的反应通常是？（）A.氧化还原反应B.中和反应C.沉淀反应D.吸附反应5.湿法氧化（WO）通常在什么条件下进行？（）A.高温高压B.常温常压C.低温低压D.室温真空6.评价一种化学降解方法时，以下哪项不是需要重点考虑的因素？（）A.降解效率B.能耗成本C.催化剂寿命D.污染物初始浓度7.选择用于处理特定污染物的化学降解方法时，首要考虑的因素通常是？（）A.技术的先进性B.处理成本的高低C.污染物的性质和浓度D.操作人员的经验8.在电化学降解过程中，产生阳极气体的可能原因是？（）A.污染物还原B.污染物氧化C.水的电解D.催化剂分解9.光催化氧化过程中，产生·OH自由基的主要途径是？（）A.导带电子还原污染物B.滞留于价带的空穴氧化污染物C.半导体表面吸附的氢氧根离子分解D.光生空穴与吸附的水分子作用10.对于难以生物降解的有机污染物，化学降解方法相比物理方法（如吸附）的主要优势在于？（）A.处理效率更高B.投资成本更低C.操作更简单D.无需额外能源二、填空题1.高级氧化技术（AOPs）的核心在于通过产生强大的____________来降解污染物。2.芬顿法中，Fe²⁺在____________催化下将H₂O₂分解生成·OH。3.光催化降解过程通常需要光照、催化剂和____________共同参与。4.电化学降解法利用电极作为____________和____________，在界面发生氧化还原反应。5.湿式空气氧化（WAO）是在____________和____________条件下，用空气中的氧气氧化可溶性有机物的技术。6.化学降解过程中，选择性问题指的是目标污染物____________而其他物质____________的问题。7.化学还原法有时可用于将____________还原成毒性较低的____________或金属单质。8.影响化学降解效率的因素包括污染物性质、反应条件（如____________、pH、催化剂浓度）等。9.电化学氧化中，阳极材料的选择需考虑其____________、____________和____________等性能。10.某种化学降解方法的矿化程度是指污染物被降解为____________的程度。三、简答题1.简述芬顿/类芬顿法与纯芬顿法的区别。2.简述光催化氧化技术用于水处理的基本原理。3.简述电化学氧化法处理废水时可能产生的二次污染问题。4.简述选择化学降解方法时应考虑的主要原则。四、论述题1.论述高级氧化技术（AOPs）在处理难降解有机废水方面的优势与局限性。2.论述影响光催化降解效率的主要因素及其优化途径。---试卷答案一、选择题1.C2.B3.D4.A5.A6.D7.C8.C9.D10.A二、填空题1.自由基2.催化剂3.污染物4.电子转移；离子转移5.高温；高压6.完全矿化；几乎不反应7.重金属离子；金属单质8.温度9.电动势；稳定性；耐腐蚀性10.CO₂和H₂O三、简答题1.答：芬顿法是利用Fe²⁺催化H₂O₂分解产生·OH来降解污染物的。纯芬顿法需要在酸性条件下进行。类芬顿法是为了克服纯芬顿法酸性条件要求苛刻、副产物（如铁泥）生成等问题而发展起来的改进方法，可以在近中性或碱性条件下进行，通常使用非均相催化剂或改变Fe²⁺/H₂O₂比例等。2.答：光催化氧化技术利用半导体光催化剂（如TiO₂）在光照下产生光生电子（e⁻）和光生空穴（h⁺）。e⁻和h⁺分别迁移到半导体表面，与吸附在表面的污染物分子发生氧化还原反应，最终将污染物降解为CO₂和H₂O等无机小分子。·OH是重要的活性物种之一。此过程需要满足半导体的能带结构要求（禁带宽度合适）和光照条件。3.答：电化学氧化法可能产生的二次污染问题包括：①阳极副产物污染，如氯气、臭氧等氧化性气体的产生，可能对大气和环境造成影响；②阴极副产物，如氢气的产生可能带来安全隐患或能耗问题；③电解液污染，如果使用有机或无机电解液，其本身可能成为新的污染物；④电极材料的腐蚀和磨损，产生的金属离子可能进入水体。4.答：选择化学降解方法时应考虑的主要原则包括：①目标污染物的性质（结构、毒性、浓度、生物降解性等）；②降解效率要求（是否需要完全矿化）；③技术的适用性和稳定性；④经济可行性（投资成本、运行成本、能耗、维护费用）；⑤操作安全性和环境影响（是否产生二次污染）；⑥系统的集成性和可维护性。四、论述题1.答：优势：AOPs具有高效降解难降解有机污染物（即使是结构稳定的化合物）、反应条件相对灵活（如可利用太阳能）、可现场处理等优点。局限性：部分AOPs技术条件要求苛刻（如芬顿法需酸性条件）、能耗较高、催化剂的制备、分离和回收成本较高、可能存在副产物毒性或二次污染问题、对某些无机污染物效果有限等。此外，部分技术的反应机理复杂，尚需深入研究。2.答：影响光催化降解效率的主要因素及其优化途径：①光照条件：紫外光效率高于可见光。可优化途径：使用紫外光源、提高光源强度、利用太阳光、开发可见光响应催化剂。②催化剂：包括半导体种类、形貌、粒径、比表面积、掺杂等。可优化途径：筛选高效催化剂（如非金属掺杂、贵金属沉积）、调控催化剂形貌（如纳米管、空心球）增大比表面积、提高表面活性位点。③污染物性质：污染物浓度、分子结构、水溶性等。可优化途径：预处理降低浓度、选择对特定污染物敏感的催化剂。④反应环境：溶液