2025年中职应用化工技术（化工分离技术）试题及答案.doc

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）
每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上)
1. 化工分离技术中，以下哪种方法主要基于物质在两相之间的分配系数差异进行分离？（ ）
A. 蒸馏 B. 萃取 C. 过滤 D. 离心分离
2. 在精馏操作中，回流比增大，塔顶产品纯度会（ ）
A. 降低 B. 不变 C. 提高 D. 先降低后提高
3. 萃取过程中，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. 与溶质发生化学反应 D. 容易回收
4. 对于恒沸精馏，加入的恒沸剂应与原溶液中的（ ）形成恒沸物。
A. 轻组分 B. 重组分 C. 某一组分 D. 所有组分
5. 以下哪种吸附剂常用于气体分离中的物理吸附？（ ）
A. 活性炭 B. 离子交换树脂 C. 分子筛 D. 硅胶
6. 膜分离过程中，超滤主要用于分离（ ）
A. 小分子物质 B. 大分子物质 C. 离子 D. 气体
7. 在吸收操作中，吸收剂的选择首先应考虑对（ ）的溶解度大。
A. 溶质 B. 溶剂 C. 惰性气体 D. 所有气体
8. 对于液液萃取，以下说法正确的是（ ）
A. 萃取剂用量越多越好 B. 萃取温度越高越好
C. 萃取次数越多越好 D. 需综合考虑多种因素优化操作
9. 精馏塔中，进料板位置对精馏效果有重要影响，若进料中轻组分含量增加，进料板位置应（ ）
A. 上移 B. 下移 C. 不变 D. 不确定
10. 吸附分离中，吸附等温线可描述吸附质在吸附剂表面的吸附量与（ ）之间的关系。
A. 温度 B. 压力 C. 浓度 D. 时间
11. 以下哪种分离方法属于传质分离过程？（ ）
A. 沉降 B. 离心分离 C. 吸收 D. 过滤
12. 在蒸馏操作中，若塔顶产品中重组分含量超标，可采取的措施是（ ）
A. 降低回流比 B. 提高回流比 C. 降低塔釜温度 D. 提高进料量
13. 萃取塔中，分散相的选择应考虑（ ）等因素。
A. 传质效率 B. 操作稳定性 C. 两相流量 D. 以上都是
14. 对于离子交换分离，离子交换树脂的交换容量与（ ）有关。
A. 树脂的种类 B. 树脂的交联度 C. 树脂的颗粒大小 D. 以上都是
15. 膜分离过程中，反渗透主要用于分离（
A. 小分子物质 B. 大分子物质 C. 离子 D. 气体
16. 在吸收塔设计中，气液比的选择应综合考虑（ ）等因素。
A. 吸收效果 B. 设备成本 C. 操作费用 D. 以上都是
17. 精馏操作中，全塔效率反映了（ ）
A. 塔板上气液传质的总体效果 B. 进料的组成情况
C. 回流比的大小 D. 塔的高度
18. 吸附过程中，吸附质在吸附剂表面的吸附热与（ ）有关。
A. 吸附质的性质 B. 吸附剂的性质 C. 温度 D. 以上都是
19. 对于萃取精馏，加入的萃取剂应（ ）
A. 沸点高于原溶液中各组分 B. 沸点低于原溶液中各组分
C. 与原溶液中各组分沸点相近 D. 无沸点要求
20. 膜分离过程中，微滤主要用于分离（ ）
A. 小分子物质 B. 大分子物质 C. 微粒 D. 气体

第II卷（非选择题 共6分）
21. 简答题(总共2题，每题10分，简要回答下列问题)
（1）简述精馏塔的工作原理及主要影响精馏效果的因素。
（2）说明萃取操作中选择萃取剂的依据及萃取过程的注意事项。
22. 分析题(总共2题，每题15分，分析以下化工分离过程的相关问题)
（1）在某化工生产中，采用连续精馏塔分离二元混合溶液。已知进料流量为100kmol/h，进料组成xF = 0.5（摩尔分数），要求塔顶产品组成xD = 0.95，塔釜产品组成xW = 0.05。若回流比R = 3，试计算塔顶和塔釜的产品流量。
（2）某工厂采用萃取法分离废水中的有害物质。现有含溶质A的废水1000kg，溶质A的质量分数为10%。选用萃取剂B进行萃取，萃取剂用量为500kg。已知萃取平衡时，溶质A在水相和有机相中的分配系数K = 2。试计算萃取后水相中溶质A的质量分数。
23. 设计题(总共1题，每题20分，设计一个简单的化工分离流程)
设计一个利用萃取和精馏相结合的方法分离乙醇 - 水 - 苯三元混合溶液的流程，并说明各步骤的作用及主要操作条件。
24. 案例分析题(总共1题，每题20分，分析以下化工分离案例的相关情况)
某化工企业在进行气体混合物分离时，采用了吸附分离技术。吸附剂选用活性炭，吸附塔为固定床。在运行过程中，发现吸附效果逐渐下降。请分析可能导致吸附效果下降的原因，并提出相应的解决措施(材料：某化工企业在进行气体混合物分离时，采用了吸附分离技术。吸附剂选用活性炭，吸附塔为固定床。在运行过程中，发现吸附效果逐渐下降。)
25. 论述题(总共1题，每题20分，论述相关化工分离技术的发展趋势)
论述当前化工分离技术在绿色化、高效化、智能化方面的发展趋势及面临的挑战。(材料：随着化工行业的不断发展，对化工分离技术的要求也日益提高。在环保意识增强、能源资源紧张的背景下，化工分离技术朝着绿色化、高效化、智能化方向发展。)

答案：
1. B
2. C
3. C
4. C
5. A
6. B
7. A
8. D
9. A
10. C
11. C
12. B
13. D
14. D
15. C
16. D
17. A
18. D
19. A
20. C
21. （1）精馏塔工作原理：利用混合液中各组分挥发度不同，多次进行部分汽化和部分冷凝，使气相中的轻组分不断增浓，液相中的重组分不断增浓，从而实现分离。影响精馏效果因素：回流比、塔板效率、进料热状态、进料组成、塔釜加热量等。（2）选择萃取剂依据：与原溶剂互不相溶、对溶质溶解度大、与溶质不发生化学反应、易回收、价格便宜等。注意事项：充分混合两相、控制萃取温度、选择合适萃取设备、注意两相分层等。
22. （1）根据精馏塔物料衡算：F = D + W，F×xF = D×xD + W×xW，已知F = 100kmol/h，xF = 0.5，xD = 0.95，xW = 0.05，代入可得：100 = D + W，100×0.5 = D×0.95 + W×0.05，联立解得D = 50kmol/h，W = 50kmol/h。（2）萃取前溶质A质量m = 1000×10% = 100kg，萃取剂B加入后总质量m总 = 1000 + 500 = 1500kg。设萃取后水相中溶质A质量分数为x，根据分配系数K = 2，可得(100 - 1500x)/(1500x) = 2，解得x = 3.03%。
23. 流程：先将三元混合溶液加入萃取塔，用合适萃取剂（如乙二醇）进行萃取，使乙醇和苯进入有机相，水留在水相。然后将有机相送入精馏塔，通过精馏分离出苯和乙醇。萃取作用：利用萃取剂选择性分离出目标组分。操作条件：萃取温度、萃取剂用量等需根据体系优化。精馏作用：进一步分离有机相中的苯和乙醇。操作条件：回流比、塔釜温度等需控制好。
24. 原因：吸附剂表面被杂质覆盖、吸附剂活性下降、气体流速过快、吸附温度变化等。措施：定期对吸附剂进行再生处理；更换新的吸附剂；优化气体流速；控制吸附温度稳定。
25. 发展趋势：绿色化方面，采用无毒无害溶剂和吸附剂等，减少环境污染。高效化方面，开发新型分离技术和设备，提高分离效率和选择性。智能化方面，利用先进传感器和控制系统实现自动化操作和优化。挑战：绿色分离技术成本较高；高效分离技术研发难度大；智能化技术在复杂体系应用存在困难。