2025年大学精细化工技术（分离技术）模拟试题.doc

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. B
2. B
3. B
4. D
5. A
6. D
7. A
8. C
9. C
10. 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=100kmol/h，xF=0.5，xD=0.95，xW=0.05代入
100=D+W
100×0.5=D×0.95+W×0.05
联立解得D=50kmol/h，W=50kmol/h