2025年中职应用化工技术（化工分离技术）试题及答案

2025年中职应用化工技术（化工分离技术）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）本卷共20小题，每小题2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.以下哪种分离方法不属于化工分离技术中的机械分离方法？（）A.过滤B.离心分离C.蒸馏D.沉降2.对于气-固混合物的分离，效率最高的设备是（）A.旋风分离器B.袋式过滤器C.板框压滤机D.离心沉降器3.在过滤操作中，过滤介质截留的固体颗粒称为（）A.滤饼B.滤液C.悬浮物D.沉淀物4.离心分离的原理是基于（）A.重力差B.离心力C.压力差D.吸附作用5.以下哪种物质不能作为助滤剂使用？（）A.硅藻土B.活性炭C.碳酸钙D.氯化钠6.蒸馏操作的依据是混合物中各组分的（）不同。A.溶解度B.挥发度C.密度D.粒度7.简单蒸馏适用于（）A.分离沸点相差较大的混合物B.分离沸点相近的混合物C.分离热敏性物质D.大规模连续生产8.在精馏塔中，塔顶得到的是（）A.高沸点组分B.低沸点组分C.中间组分D.不挥发组分9.吸收操作是利用混合气中各组分在吸收剂中的（）差异来分离气体混合物的。A.溶解度B.挥发度C.密度D.粒度10.选择吸收剂时，首要考虑的因素是（）A.对溶质的溶解度大B.挥发性小C.化学稳定性好D.价格便宜11.解吸操作的目的是（）A.使吸收剂再生B.回收溶质C.提高吸收效率D.降低吸收剂浓度12.萃取操作中，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.与溶质不发生化学反应D.密度比原溶剂大13.在液-液萃取中，分配系数K越大，说明（）A.溶质在萃取相中的浓度越低B.萃取效果越好C.萃取剂的选择性越差D.溶质在萃余相中的浓度越高14.吸附分离的原理是利用吸附剂对混合物中各组分的（）差异进行分离。A.吸附能力B.溶解度C.挥发度D.密度15.以下哪种吸附剂常用于气体干燥？（）A.硅胶B.活性炭C.离子交换树脂D.活性氧化铝16.离子交换树脂的活性基团不包括（）A.酸性基团B.碱性基团C.中性基团D.两性基团17.离子交换过程中，离子交换树脂的交换容量与（）有关。A.树脂的种类B.树脂的粒度C.溶液的浓度D.以上都是18.膜分离技术中，超滤膜主要用于分离（）A.小分子物质B.大分子物质C.离子D.气体19.反渗透膜分离的推动力是（）A.压力差B.浓度差C.电位差D.温度差20.以下哪种膜分离过程属于压力驱动的膜分离？（）A.电渗析B.微滤C.渗透汽化D.膜蒸馏第II卷（非选择题，共60分）21.（10分）简述过滤操作的基本原理及影响过滤速率的因素。22.（10分）画出精馏塔的工艺流程示意图，并简述精馏操作的基本原理。23.（10分）在吸收操作中，已知某混合气中溶质A的摩尔分数为0.05，吸收剂为水，操作条件下A在水中的亨利系数E=1.5×10^4kPa，总压P=101.3kPa。求：（1）相平衡常数m；（2）溶解度系数H；（3）判断该吸收过程是否容易进行。24.（15分）材料：某化工厂生产过程中产生了含有乙醇、水和少量杂质的混合溶液，需要进行分离以回收乙醇。现有一套精馏装置，塔板数为30块，进料流量为100kmol/h，进料组成（摩尔分数）为乙醇0.3，水0.7。塔顶采用全凝器，塔底采用再沸器。操作回流比R=3。已知乙醇-水体系的相对挥发度α=2.1。问题：（1）计算塔顶和塔底产品的组成；（2）分析精馏过程中影响乙醇回收率的因素。（请简要说明至少3个因素）25.（15分）材料：某化工企业采用离子交换树脂法处理含铜废水。废水流量为50m³/h，铜离子浓度为500mg/L。选用强酸性阳离子交换树脂，其交换容量为1.5mmol/g，密度为1.2g/cm³。问题：（1）计算每小时需要处理的铜离子物质的量；（2）若树脂层高度为2m，树脂的装填体积为10m³，计算树脂的工作交换容量；（3）分析离子交换树脂再生的方法及注意事项。答案：1.C2.A3.A4.B5.D6.B7.A8.B9.A10.A11.A12.D13.B14.A15.A16.C17.D18.B19.A20.B21.过滤操作的基本原理是在压力差的作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质（过滤介质），而固体颗粒被截留在介质表面，从而实现固液分离。影响过滤速率的因素主要有：过滤压差、过滤介质的性质、滤饼的性质、悬浮液的性质等。过滤压差越大，过滤速率越快；过滤介质的孔径越小、阻力越小，过滤速率越快；滤饼的孔隙率越大、阻力越小，过滤速率越快；悬浮液的粘度越小、颗粒越易沉降，过滤速率越快。22.精馏塔工艺流程示意图：原料从精馏塔中部进料，塔顶蒸汽经全凝器冷凝后一部分作为回流液返回塔顶，一部分作为塔顶产品采出；塔底液体经再沸器加热汽化后返回塔底，塔底产品采出。精馏操作的基本原理是利用混合物中各组分挥发度的差异，通过多次部分汽化和部分冷凝，使轻组分不断从液相中汽化上升至气相，重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。23.（1）相平衡常数m=E/P=1.5×10^4/101.3=148.1；（2）溶解度系数H=ρ/Ms·E，水的密度ρ=1000kg/m³，摩尔质量Ms=18×10^-3kg/mol，H=1000/(18×10^-3)×1.5×10^4=8.33×10^6kmol/(m³·kPa)；（3）由于m=148.1远大于1，说明该吸收过程容易进行。24.（1）根据精馏塔操作线方程和相平衡方程联立求解。精馏段操作线方程：y=R/(R+1)x+xD/(R+1)=3/4x+xD/4；提馏段操作线方程：y'=L'/V'x'-WxW/V'。进料热状况参数q=1，L'=L+qF=3×100+100=400kmol/h，V'=V-(1-q)F=4×100-0=400kmol/h，W=F-D=100-D。通过试差法可解得xD=0.95，xW=0.01。（2）影响乙醇回收率的因素：回流比越大，乙醇回收率越高；进料组成变化，若进料中乙醇含量增加，回收率提高；塔板数越多，分离效果越好，乙醇回收率越高；进料热状况，进料温度等影响气液平衡，进而影响回收率；再沸器加热量，影响塔内气液传质，影响回收率。25.（1）每小时需要处理的铜离子物质的量n=50×1000×500×10^-3/64=390.625mol；（2）树脂的装填质量m=ρV=1.2×10×1000=12000kg，树脂的总交换容量Q=1.5×12000=18000mmol，树脂的工作交换容量qe=