山东省2026年春季高考技能测试化工与环境类专业模拟试题及答案二

山东省2026年春季高考技能测试化工与环境类专业模拟试题及答案考试总分：230分考试时长：90分钟说明：本试题分为两部分，第一部分为化学实验技术3D虚拟仿真操作（40分钟，100分），第二部分为化工工艺仿真操作（50分钟，130分）；所有操作均为闭卷仿真操作，不提供任何操作规程提示，严格按照考试指定软件及设备要求完成。第一部分化学实验技术3D虚拟仿真操作（40分钟，100分）考生需在化学实验技术3D虚拟仿真软件（北京欧倍尔软件技术开发有限公司）中，依次完成以下两项操作，操作规范性、数据准确性及操作效率计入总分。操作1：高锰酸钾标准溶液的配制和标定（50分）要求：配制浓度约为0.02mol/L的高锰酸钾标准溶液500mL，并用草酸钠基准物质进行标定，记录相关数据、计算最终浓度，同时完成标定结果的误差分析。相关条件：提供高锰酸钾固体、草酸钠基准物质、蒸馏水、烧杯、容量瓶、移液管、锥形瓶、酒精灯、酸式滴定管、电子天平（精度0.1mg）等虚拟仪器；草酸钠基准物质需在105℃烘干至恒重后使用，允许平行实验偏差≤0.2%。操作2：混合碱的分析（50分）要求：采用双指示剂法，用上述标定好的高锰酸钾标准溶液滴定混合碱试样（含NaOH和Na₂CO₃，含少量杂质不影响滴定），分别测定混合碱中NaOH和Na₂CO₃的质量分数，要求平行测定2次，计算平均值及相对平均偏差。相关条件：提供混合碱试样、酚酞指示剂、甲基橙指示剂、滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等虚拟仪器；相对平均偏差需≤0.3%，滴定终点判断需清晰、准确。第二部分化工工艺仿真操作（50分钟，130分）考生需在化工单元实习仿真软件CSTS（北京东方仿真软件技术有限公司，通用DCS2005版界面）中，完成以下操作，操作规范性、流程完整性、故障处理准确性及操作效率计入总分；其中精馏单元冷态开车中所有旁路阀和备用泵均已锁死，无法开启。操作1：精馏单元冷态开车（40分）要求：按照精馏单元工艺要求，完成冷态开车全流程操作，包括设备巡检、原料预处理、阀门调节、泵组启动、加热与冷凝系统联动、回流建立等步骤，确保开车过程无超温、超压、抽空等违规现象，最终达到开车合格标准。操作2：精馏单元稳态生产（25分，限时15分钟）要求：在精馏单元达到开车合格状态后，维持稳态生产；期间教师站将随机下发2次不同类型扰动（如塔顶冷凝水流量波动、再沸器加热功率波动），考生需自主判断扰动类型及影响，及时调整相关操作参数，维持系统稳态，确保塔顶、塔底产品质量达标。操作3：故障处理一：精馏单元回流量调节阀FV104阀卡（35分）要求：在精馏单元稳态生产过程中，系统突发“回流量调节阀FV104阀卡”故障（无明确提示，需考生自主识别），考生需快速判断故障现象、分析故障原因，按照工艺规范采取正确的应急处理措施，尽快恢复系统正常运行，减少产品质量波动。操作4：故障处理二：CO₂压缩机单元辅助油泵自启动试验（30分）要求：按照CO₂压缩机单元工艺要求，完成辅助油泵自启动试验全流程操作，包括试验前准备、故障模拟、试验操作、结果记录及试验后系统恢复，确保操作步骤规范、试验数据完整，准确判断辅助油泵自启动功能是否正常。参考答案及评分标准第一部分化学实验技术3D虚拟仿真操作（100分）操作1：高锰酸钾标准溶液的配制和标定（50分）配制步骤（20分）：计算：根据c=n/V，计算配制500mL0.02mol/L高锰酸钾溶液所需固体质量（5分，计算正确得5分，错误不得分）；称量：用电子天平准确称量高锰酸钾固体，称量过程规范（去皮、减重法操作），无洒落、无误差（4分，操作规范得4分，称量误差过大扣2-4分）；溶解：将称量好的高锰酸钾固体放入烧杯，加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌至完全溶解，搅拌方向合理（3分，溶解彻底、操作规范得3分，搅拌不当扣1-2分）；定容：将溶解后的溶液转移至500mL容量瓶，洗涤烧杯和玻璃棒2-3次，洗液全部转入容量瓶，加水至刻度线下方1-2cm，用胶头滴管定容，摇匀，定容时视线与刻度线平齐（8分，每违规一步扣2-3分，定容错误扣5分）。标定步骤（25分）：基准物质处理：准确称量烘干至恒重的草酸钠基准物质，放入锥形瓶，加入蒸馏水溶解，溶解后摇匀（5分，称量准确、溶解规范得5分，称量误差过大扣3-5分）；滴定准备：将配制好的高锰酸钾溶液装入酸式滴定管，排气泡、调零，滴定管洗涤规范（无挂壁现象）（5分，操作规范得5分，滴定管使用错误扣3-5分）；滴定操作：向锥形瓶中加入适量硫酸酸化，加热至70-80℃（不沸腾），用高锰酸钾溶液缓慢滴定，滴定速度控制合理，终点判断准确（溶液呈浅粉红色，30秒内不褪色），记录滴定体积（10分，终点判断错误扣5-8分，加热温度不当扣3分，滴定速度过快扣2分）；平行实验与误差分析：重复滴定2-3次，计算平均浓度，分析标定误差原因（如称量误差、滴定终点判断误差等）（5分，平行实验偏差≤0.2%、误差分析合理得5分，偏差过大扣3分，无误差分析扣2分）。操作效率（5分）：在规定40分钟内完成配制、标定及误差分析，无拖延得5分，超时1-5分钟扣3分，超时5分钟以上不得分。操作2：混合碱的分析（50分）试样准备（10分）：准确移取一定体积的混合碱试样，放入容量瓶中定容稀释，再移取稀释后的试样至锥形瓶，加入适量蒸馏水摇匀（操作规范、移液准确得10分，移液错误、定容违规扣5-10分）；第一滴定终点（15分）：向锥形瓶中加入2-3滴酚酞指示剂，用标准溶液缓慢滴定至溶液由红色变为无色，记录滴定体积V₁，终点判断准确、操作规范（15分，终点判断错误扣8-12分，滴定操作违规扣3-5分）；第二滴定终点（15分）：向上述锥形瓶中加入2-3滴甲基橙指示剂，继续用标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色，记录滴定体积V₂，滴定过程无漏滴、误滴（15分，终点判断错误扣8-12分，操作违规扣3-5分）；计算与偏差分析（7分）：根据V₁和V₂计算NaOH和Na₂CO₃的质量分数，平行测定2次，计算平均值及相对平均偏差（≤0.3%），计算公式正确、结果准确（7分，公式错误扣4分，相对平均偏差超标扣3分，计算错误扣2-5分）；操作效率（3分）：在规定时间内完成所有操作，无拖延得3分，超时扣1-3分。第二部分化工工艺仿真操作（130分）操作1：精馏单元冷态开车（40分）开车前巡检（8分）：全面检查精馏塔、再沸器、冷凝器、原料泵、回流泵等设备状态，确认阀门位置正确（旁路阀、备用泵锁死，无需检查），仪表、传感器显示正常，无异常报警（每漏查一项扣2分，巡检不规范扣3-5分）；原料预处理（6分）：确认原料罐液位、组分合格，启动原料预处理装置（如过滤、预热），调节至规定参数，确保原料符合进料要求（操作规范得6分，预处理不到位扣3-6分）；设备充液（8分）：向精馏塔、再沸器充液至规定液位，充液速度适中，无溢液、抽空现象，液位稳定后记录相关数据（操作规范得8分，液位异常扣4-8分，未记录数据扣2分）；加热与冷凝联动（8分）：先开启冷凝器冷却水，调节冷却水流量至规定值，再启动再沸器加热系统，缓慢调节加热功率，实时监控塔内温度、压力，避免超温、超压（操作顺序正确、调节合理得8分，顺序错误扣5分，参数调节不当扣3-6分）；回流与采出建立（6分）：当塔顶有冷凝液流出后，开启回流泵，调节回流量至规定值，待塔内温度、压力、组分稳定后，调节采出阀门，建立稳定的回流-采出体系，采出流量符合要求（操作规范得6分，调节不当扣3-6分）；开车合格标准（4分）：塔顶、塔底温度、压力、组分均达到规定指标，系统无异常报警，开车成功得4分，未达到指标扣2-4分，出现违规现象扣4分。操作2：精馏单元稳态生产（25分，限时15分钟）稳态维持（10分）：生产过程中，实时监控塔顶、塔底温度、压力、进料流量、回流量、采出流量等参数，保持参数稳定在允许范围内，无明显波动（参数稳定得10分，每出现一次异常波动扣3分）；扰动处理（12分）：收到2次不同类型扰动后，1分钟内分别识别扰动类型及影响，及时调整相关操作参数（如冷凝水流量波动调节冷凝水阀，加热功率波动调节加热开关），快速恢复系统稳态，确保产品质量达标（识别准确、处理及时、调节合理得12分，每一次扰动处理不当扣6分，识别错误扣3分/次）；限时要求（3分）：在15分钟内完成稳态维持及2次扰动处理，无超时得3分，超时扣1-3分，超时超过3分钟不得分。操作3：故障处理一：精馏单元回流量调节阀FV104阀卡（35分）故障识别（8分）：自主观察DCS界面，通过回流量骤变、塔顶温度升高、塔内压力异常波动等参数变化，准确识别FV104阀卡故障，无遗漏故障现象（识别准确、及时得8分，识别错误或延迟扣4-8分，遗漏故障现象扣3分）；故障分析（7分）：明确FV104阀卡会导致回流量无法调节，进而破坏塔内气液平衡，导致塔顶产品纯度下降、塔底组分不合格，分析逻辑清晰、合理（分析正确得7分，分析错误扣4-7分，逻辑混乱扣3分）；处理措施（15分）：立即关闭FV104前后截止阀，启用手动调节装置，缓慢调节回流量至合理范围，同时调整再沸器加热功率、进料流量，实时监控塔内参数，逐步恢复系统平衡（操作步骤正确、措施合理得15分，每错一步扣3-5分，未实时监控参数扣3分）；故障恢复（5分）：确认故障处理后，系统参数恢复正常，塔顶、塔底产品质量达标，无异常报警，得5分，未恢复正常扣2-5分，产品质量不达标扣3分。操作4：故障处理二：CO₂压缩机单元辅助油泵自启动试验（30分）试验准备（8分）：全面检查CO₂压缩机单元油系统压力、油温、油位，确认辅助油泵处于备用状态，主油泵运行正常，仪表、报警系统显示正常，做好试验前记录（操作规范、检查全面得8分，漏查一项扣2分，未记录数据扣2分）；试验操作（12分）：按照工艺要求，模拟主油泵故障（如关闭主油泵电源、调节油系统压力至触发值），观察辅助油泵是否自动启动，准确记录启动时间、启动后油系统压力、油温变化，试验过程规范，无违规操作（操作步骤正确、记录完整得12分，操作错误扣5-10分，记录不完整扣3-5分）；试验判断（6分）：根据试验记录，准确判断辅助油泵自启动功能是否正常（如启动及时、油系统参数稳定则为正常），判断依据充分（判断准确得6分，判断错误扣3-6分，无判断依据扣2分）；试验后恢复（4分）：试验完成后，及时恢复主油泵正常运行，将辅助油泵回归备用状态，调整油系统参数至正常范围，无遗留问题（恢复规范得4分，恢复不当扣2-4