现代化学分离技术(2)

现代化学分离技术期末考试试题卷②

一、选择题(每小题2分，共30分)

1.能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是（）

A过滤B萃取 C 离子交换 D 蒸馏

2.超滤膜截留的颗粒直径为( )

A 0.02～10µm

B 0.001～0.02µm

C <2nm

D < 1nm

3.下列哪一个是速率分离过程（）

A.蒸馏

B.吸收C膜分离D离心分离

4.气体渗透过程的推动力是（）

A浓度差B范德华力C压力D直流电场

5.反渗透主要用于（）分离。

A.悬浮物

B.不含固形物的料液

C. 小分子有机物质溶液

D. 电解质溶质

6.下列哪种作用力不是分子间作用力（）

A色散力B共价键C诱导力D取向力

7.等温等压下进行的以浓度差为推动力的典型的膜技术分离过程是（）。

A反渗透B超滤 C 电渗析 D 透析

8.下列哪一个是平衡分离过程（）

A蒸馏B吸收C膜分离D离心分离

9.气体渗透是利用气体的（）不同，渗透性不同的原理进行分离的过程。

A分子半径B压力 C 温度D气体组成

10.反渗透的前处理通常需要加FeCl3进行絮凝，目的是去除水中的（）。

A微生物 B金属氧化物C胶体D有机污染物

11.蛋白质的回收与浓缩可选用（）。

A超滤B反渗透C微滤D电渗析

12.当压力逐渐增加，膜面形成浓差极化时，通量（）。

A增加放缓 B下降 C维持不变D达到极大值

13.对于电渗析器，增加（），可提高脱盐效率。

A级B膜对数 C段D水量

14.反渗透传质机理可以用“优先吸附-毛细孔流动”模型解释，该模型认为反渗透膜材料为（）。

A亲水膜B疏水膜C离子交换膜D荷电膜

15.那一种膜孔径最小（）

A反渗透B超滤C微滤 D 纳滤

二、填空(每小题1分，共20分)

1.以浓度差为推动力的膜过程有、、。（写出三种即可）

2.衡量分离的程度用___________表示，处于相平衡状态的分离程度是____________。

3.按操作压力不同，蒸馏分为____________、_____________和减压蒸馏

4.分离剂可以是___________和_____________。

5.电渗析的核心是_________。在__________的作用下，以为__________推动力，利用离子交换膜的_______，把

电解质从溶液中分离出来，实现溶液的淡化、浓缩及钝化。

6.精恒沸精馏和萃取精馏主要针对_________和________ 物系，这两种特殊蒸馏均采用加入第三组份的办法以改

变原物系的________________。

7.进行反渗透的两个必要条件是和；而进行电渗析的两个必要条件是和。

三、简答题(每小题10分，共30分)

1.请指出自来水、饮用水、纯净水、活性水的制备方法，各自采用了哪些分离技术？

2.比较膜蒸馏与渗透蒸馏的差异，为什么说膜蒸馏与渗透蒸馏过程可用于溶液的浓缩？

3.简述双极膜电渗析及其水解机理。

四、计算题(每小题10分，共20分)

1.某乳清溶液含1％NaCl，处理量为20m3，利用电渗析脱除90％的盐含量。电渗析器有效膜面积为

400mm×900mm，共100个腔室。若操作电流为100A，电流效率取0.9，求所需脱盐时间。

2.用间歇渗透汽化过程脱除发酵液中的丁醇。当发酵液中丁醇浓度从6%降至0.6%时，其体积减少了13%，试计

算渗透物中丁醇的浓度。

答案：

二、填空

1．气体渗透, 膜基吸收, 蒸汽渗透，渗透汽化(写对任意三种都得分)

2．分离因子、固有分离因子

3．常压蒸馏 加压蒸馏

4．能量 物质

5离子交换膜 直流电场 电位差 选择透过性

6. 具有恒沸组成，沸点相近，挥发度和相对挥发度

7．压差，半透膜，直流电场，离子交换膜

三、简答题

1

2答：膜蒸馏是以微孔疏水膜将两种不同温度的水溶液分开，使易挥发组分的蒸气分子通过膜孔从高温侧向低温侧传递并冷凝；渗透蒸馏也是利用膜来防止液体透过膜的，但两者的不同之处是前者是由膜两侧温度差造成两侧蒸气压差的，而后者是由于膜两侧液相浓度差所形成的渗透压差引起的。 膜蒸馏与渗透蒸馏过程可用于溶液的浓缩是因为它们可以依靠膜两侧的渗透压差和蒸气压差将料液侧的水蒸汽传递到膜的另一侧，即可以对料液侧的水溶液进行脱水处理，该方法特别适用于对新鲜牛奶、水果汁等热敏性物质的脱水浓缩，

3.答：双极膜电渗析系统由双极性膜与其他阴、阳离子交换膜组合而成。双极膜电渗析利用水直接离解产生H+和OH-，将水溶液中的盐转化生成相应的酸和碱，或将废酸、废碱回收利用等。

四、计算题

1．解： 已知NaCl 浓度为1%，将其转化为摩尔浓度：c 1=170.9mol/m 3

∵考虑到溶液较稀，所以将其密度近似的等于水的密度1000kg/m 3

利用公式 v 12q (c c )F nI

-η= 进行计算 43v 12nI 0.9100100q 6.0610m /s (c c )F 0.9170.996500

-η⨯⨯===⨯-⨯⨯ ∴所需脱盐时间t=20/(6.06×10-4×3600)=9.2h

2．解: 解：设发酵液初始体积为V ，当发酵液中丁醇浓度从6℅降至0.6℅时，

()=6%0.6%113%n V V ∆⨯-⨯-⨯丁醇

∴渗透物中丁醇的浓度()6%0.6%113%=

42.1%13%V V n c V V

⨯-⨯-⨯∆==∆⨯丁醇P,丁醇