2025年大学精细化工技术（分离技术）模拟试题

2025年大学精细化工技术（分离技术）模拟试题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种分离技术基于溶质在互不相溶的两相之间分配系数的差异？A.蒸馏B.萃取C.过滤D.离子交换2.在萃取过程中，分配系数K值越大，说明溶质在萃取剂中的溶解度（）。A.越小B.越大C.不变D.不确定3.对于精馏塔，进料热状态参数q=1时，进料为（）。A.饱和蒸汽B.饱和液体C.过热蒸汽D.冷液体4.以下不属于膜分离技术特点的是（）。A.无相变B.能耗低C.分离效率高D.适用范围窄5.离子交换树脂的活性基团可分为阳离子交换基团和（）。A.阴离子交换基团B.中性交换基团C.两性交换基团D.活性交换基团6.在吸附分离中，常用的吸附剂是（）。A.活性炭B.硅胶C.分子筛D.以上都是7.对于连续精馏塔，回流比增大时，塔顶产品组成（）。A.升高B.降低C.不变D.不确定8.萃取剂的选择原则不包括（）。A.与原溶剂互不相溶B.对溶质有较大的溶解度C.与溶质发生化学反应D.易于回收9.以下哪种分离技术常用于分离沸点相差较小的混合物？A.常压蒸馏B.减压蒸馏C.恒沸精馏D.萃取精馏10.膜分离过程中，透过膜的物质传递方式主要有（）。A.扩散B.对流C.电迁移D.ABC都是第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共20分，每空2分）1.精馏塔的塔顶温度一般比塔底温度______。2.离子交换树脂由______、______和______三部分组成。3.吸附等温线主要有______、______和______三种类型。4.萃取操作中常用的设备有______和______。5.膜分离技术中，根据膜的孔径大小可分为______、______和______。三、简答题（共20分，每题10分）1.简述精馏塔的工作原理。2.说明离子交换树脂的结构和工作过程。四、综合分析题（共15分）材料：某精细化工产品生产过程中产生了一种含有A、B两种有机化合物的混合溶液，其沸点相近，难以通过普通蒸馏分离。已知A在水中的溶解度较小，B在水中的溶解度较大，且A、B在某有机溶剂C中溶解度差异较大。问题：请设计一种分离方案，简述分离步骤及原理。五、计算题（共15分）材料：在一连续精馏塔中，进料流量为100kmol/h，进料组成xF=0.5（摩尔分数），要求塔顶产品组成xD=0.95，塔底产品组成xW=0.05。已知回流比R=3，泡点进料。问题：计算塔顶产品流量D和塔底产品流量W。答案：一、选择题1.B2.B3.B4.D5.A6.D7.A8.C9.C10.D二、填空题1.低2.骨架、活性基团、可交换离子3.亨利型、朗缪尔型、BET型4.混合澄清器、萃取塔5.微滤、超滤、纳滤三、简答题1.精馏塔工作原理：利用混合物中各组分挥发度不同，在塔内多次进行气液两相的接触传质传热，使易挥发组分不断从液相中汽化上升至气相，难挥发组分不断从气相中冷凝下降至液相，从而实现混合物的分离。2.离子交换树脂结构：由三维空间网状结构的骨架、连接在骨架上的活性基团和活性基团上可交换的离子三部分组成。工作过程：离子交换树脂与溶液中的离子进行交换反应，当树脂上的可交换离子与溶液中同性离子接触时，发生离子交换，树脂上的离子进入溶液，溶液中的离子进入树脂，直至达到交换平衡。四、综合分析题分离方案：采用萃取分离。步骤：先将混合溶液与有机溶剂C混合，充分搅拌进行萃取。原理：利用A、B在有机溶剂C中溶解度差异大，A进入有机相，B留在水相，实现初步分离后，再对有机相进行后续处理如蒸馏等进一步分离出A，对水相进行处理回收B。五、计算题由物料衡算可得：F=D+W，F×xF=D×xD+W×xW将F