分离科学思考题答案
一、名词解释
截留率:指溶液经超滤处理后被膜截留的溶质量占溶液中该溶质总量的百分率。
水通量:纯水在一定压力温度0.35MPa25℃下试验透过水的速度。
浓差极化:电极上有电流通过时电极表面附近的反应物或产物浓度变化引起的极化。
分配系数:物质在两种不相混的溶剂中平衡时的浓度比HLB值:表面活性剂亲水-亲油性平衡的定量反映。
萃取因素:影响双水相萃取的因素包括聚合物体系无机盐离子体系PH体系温度及细胞温度的影响。
带溶剂:易溶于溶剂中并能够和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又容易分解的物质也称为化学萃取剂。
结晶:.物质从液态溶液或溶融状态或气态形成晶体。
晶核:过饱和溶液中形成微小晶体粒子是晶体生长必不可少的核心。
重结晶:利用杂质和洁净物质在不同溶剂和温度下的溶解度不同将晶体用合适的溶剂再次结晶以获得高纯度的晶体操作。
双水相萃取:利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行的分离操作。
超临界流体萃取:利用超临界流体作为萃取剂对物质进行溶解和分离。
离子交换技术:通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。
膜污染:指处理物料中的微粒胶体或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附沉积造成膜孔径变小或堵塞使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。
凝聚值:胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度。
精馏:利用液体混合物中各组分挥发度的差异及回流手段来实现分离液体混合物的单元操作。
最小回流比:当回流比减小到某一数值后使两操作线的交点d落在平衡曲线上时图解时不论绘多少梯级都不能跨过点d表示所需的理论板数为无穷多相应的回流比即为最小回流比萃取精馏:向原料液中加入第三组分称为萃取剂或溶剂以改变原有组分间的相对挥发度而得到分离。
共沸精馏:体系中加入一个新的组分称为共沸剂共沸剂与待分离的组分形成新的共沸物用精馏的方法使原体系中的组分得到分离。
凝聚:指在投加的化学物质铝、铁的盐类作用下胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。
絮凝:指使用絮凝剂天然的和合成的大分子量聚电解质将胶体粒子交联成网形成10mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用错流过滤称切向流过滤:在压力推动下悬浮液以高速在管状滤膜的内壁作切向流动利用流动的剪切作用将过滤介质表面的固体滤饼移走而附着在滤膜上的滤饼很薄因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。
比移值:在薄层色谱中被测物质移动的相对距离。
二、简答题
1.简述进行料液予处理的目的并说明常用的料液预处理方法目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度提高固液分离的效率方法:凝聚和絮凝加热法调节悬浮液的PH值杂蛋白的去
处高价无机离子的去处助滤剂Filteraids和反应剂。
2.超临界萃取的特点是什么临界条件温和产品分离简单无毒、无害不燃无腐蚀性价格便宜。
3.常用的细胞破碎方法有哪些机械法:组织捣碎机匀浆法研钵和研磨压榨器物理法:反复冻溶法急热骤冷法超声波处理法化学及生物化学法:自溶法酶溶法化学渗透法。
4.溶剂萃取中萃取剂的选择原则1选择性能好即加入少量萃取剂后能使溶液的相对挥发度发生显著提高2挥发性小且不与原组分起化学反应不形成恒沸物以便于分离回收减少损失。3安全无毒无腐蚀性热稳定性好以及价格便宜等。
5.影响溶剂萃取的因素有哪些聚合物体系无机盐离子体系PH体系温度及细胞温度的影响。
6.乳化现象是如何发生的生产中应如何防止乳化现象的发生如何破乳乳化现象是由于表面活性剂的作用使本来不能混合到一起的两种液体能够混到一起的现象防止乳化现象的方法有:长时间静置用滤纸过滤补加水或溶剂再水平摇动离心分离用电吹风加热乳化层加盐等方法乳浊液的破坏措施:物理法:离心、加热吸附稀释化学法:加电解质、其他表面活性剂转型法:加入一种乳化剂。
7.说明双水相萃取的原理影响双水相分配的主要因素有哪些双水相萃取原理:利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行的分离操作。影响因素:聚合物的分子量聚合物的浓度盐类pH值温度。
9.试给出几种常用的工业起晶方法并说明维持晶体生长的条件工业起晶方法:自然起晶法、刺激起晶法、晶种起晶法维持晶体生长的条件:使料液产生过饱和并维持在一定过饱和度范围。
10.晶体质量的指标通常包括哪些内容生产中如何获得高质量的晶体产品指标:晶体的大小晶体的形状晶体的纯度获得高质量的晶体产品方法:1、晶体大小的控制a过饱和度b温度c搅拌d晶种2、晶体形状的控制a过饱和度b选择不同的溶剂c杂质3、晶体纯度的控制a晶体洗涤b重结晶4、晶体结块的控制。
12.离子交换树脂有哪些分类方法按化学功能团分1.阳树脂酸性基团弱酸性、强酸性2.阴树脂碱性基团弱碱性、强碱性3.活性离子H氢型阳树脂4.活性离子OH-羟型阴树脂活性离子为其它离子统称盐型树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂弱酸性阳树脂强碱性阴树脂弱碱性阴树脂特殊类型的树脂:大网格离子交换树脂两性均孔树脂蛇笼树脂均孔树脂多糖交换树脂。
13.离子交换树脂的主要性能指标物理化学性质1含水量2膨胀度:3膨胀率:4湿真密度:5交换容量6滴定曲线。
14.离子交换树脂为什么要再生活化如何再生离子交换树脂使用一段时间后吸附的杂质接近饱和状态就要进行再生处理使之恢复原来的组成和性能再生方法:钠型阳树脂可用NaCl溶液再生用量为其交换容量的2倍氢型阳树脂用强酸再生盐酸或硫酸氯型碱性树脂主要以NaCl溶液来再生但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出OH型碱阴树脂则用4NaOH溶液再生。
15.微滤超滤纳滤反渗透分离技术的特点及适用范围方法名称特点范围微滤以多孔薄膜为过滤介质压力差为推动力消毒、澄清收集细胞超滤压力为推动力利用超滤膜不同孔径对液体中大分子物质分离溶质进行分离的物理筛分过程纳滤以适应在较低操作压力下运行进而实现降低成本小分子物质分离反渗透以膜两侧静压差为推动力克服渗透压使溶剂小分子物质浓缩通过反渗透膜实现对液体混合物进行分离的过程。
16.简要分析膜污染产生的原因和防、治方法产生原因:指处理物料中的微粒胶体或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附沉积造成膜孔径变
小或堵塞使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。防止方法:可以通过控制膜污染影响因素减少膜污染的危害延长膜的有效操作时间减少清洗频率提高生产能力和效率治理方法:化学法:选择清洗剂要注意三点: 1.要尽量判别是何种物质引起污染 2.清洗剂要不致于对膜或装置有损害 3.要符合产品要求。化学法常用的清洗剂有: 1.NaOH:发酵工业中用得很普遍浓度为0.11.0M。它能水解蛋白质皂化脂肪和对某些生物高分子起溶解作用。 2.酸:如HNO3、H3PO4和HCI。用于去除无机污染物如钙和镁盐。对不锈钢装置不能用HCI。柠檬酸对含铁污染物有效。3.表面活性剂:主要对生物高分子、油脂等起乳化、分散、干扰细菌在膜上的粘附。常用的SDS和TritonX-100有较好的去蛋白质和油脂等作用。4.氧化剂:氯有较强的氧化能力。当NaOH或表面活性剂不起作用时可以用氯其用量为10-6mg/L活性氯其最适pH为1011。5.酶:酶本身是蛋白质能用其他清洗剂就酶。但如要去除多糖时淀粉酶有一定作用的。 6.有机溶剂:由于有机溶剂对膜和装置有不良作用因而很少采用。20-50乙醇可用于膜装置的灭菌和去除油脂或硅氧烷消泡剂但使用时系统必须符合防爆要求。物理法: 海绵球擦洗热水法反冲洗和循环清洗。
17.简述色谱分离技术的原理及分类原理:利用分析试样各组分在不相混溶并作相对运动的两相中的溶解度的不同或在固定相上的物理吸附的不同等而使各组分分离。分类:吸附薄层色谱分配薄层色谱离子交换色谱排阻薄层色谱。
转现代分离技术思考题答案
1.SPE与SPME的特点各是什么？相同性？相异性？
SPE特点：SPE技术基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、净化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程。其特点主要为：可同时完成样品富集与净化，大大提高检测灵敏度；比液液萃取更快；更节省溶剂,；可自动化批量处理；重现性好。
SPME特点：集萃取、浓缩、解吸、进样于一体的样品前处理新技术，它以固相萃取(SPE)为基础，保留了SPE的全部优点，排除了SPE需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点，并可用于GC和HPLC等仪器上直接进样。它具有样品用量少、选择性高、使用方便、快捷等特点。
共同点：节约有机溶剂不会出现乳化现象缩短样品预处理时间容易操作可自动化控制
不同点：SPME 提高了较SPE相比降低了预处理陈成本，提高了回收率，改善了吸附剂孔道易堵塞的问题，排除了SPE需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点，并可用于GC和HPLC等仪器上直接进样。
2. SPE中各种萃取模式的特点及适用范围？
固相萃取实质上是一种液相色谱分离，其主要分离模式也与液相色谱相同，可分为正相SPE，反相SPE，离子交换SPE和吸附SPE。
正相SPE所用的吸附剂都是极性的，用来萃取（保留）极性物质。在正相萃取时目标化合物如何保留在吸附剂上，取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。
反相固相萃取所用的吸附剂通常是非极性的或极性较弱的，所萃取的目标化合物通常是中等极性到非极性化合物。目标化合物与吸附剂间的作用是疏水性相互作用，主要是非极性非极性相互作用，范德华力或色散力。主要用于从强极性溶剂中萃取非极性或弱极性化合物。
离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电荷的离子交换树脂，目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力，用于萃取带有电荷的化合物。吸附SPE：一般指用的吸附剂是综合性的、多功能的萃取方法。
3. 优化SPE的步骤是什么？
选择吸附剂样品预处理活化上样淋洗洗脱
4、何谓双水相萃取？
答：某些的超过一定浓度后可以形成两相，并且在两键等）的存在和环境因素的影响，使其在上、下相中的浓度不同。
5、双水相相图中各区域的含义是什么？
答：双水相相图是一根双节线，当成相组分的配比在曲线下方时，系统为均匀的单相。混合后溶液澄清透明，称为均相区；当配比在曲线的上方时，能自动分成两相，称为两相区，当配比在曲线上，混合后，溶液由澄清变为浑浊。
6、常见的双水相构成体系有哪些？
答：可形成双水相的双聚合物体系很多，如（PEG）/（Dx）,聚丙二醇/聚乙二醇，甲基纤维素/葡聚糖。双水相萃取中采用的双聚合物系统是PEG/Dx，该双水相的上相富含PEG，下相富含Dx。另外，聚合物与无机盐的混合溶液也可以形成双水相，例如，PEG/磷酸钾（KPi）、PEG/、PEG/硫酸钠等常用于双水相萃取。PEG/无机盐系统的上相富含PEG,下相富含无机盐。
7.双水相适合萃取什么样品？
答：主要是分离蛋白质，酶，病毒，脊髓病毒和线病毒的纯化，核酸，DNA的分离，干扰素，细胞组织，抗生素，多糖，色素，抗体等。
此外双水相还可用于稀有金属/贵金属分离
8.电泳分离蛋白质的原理是什么？
蛋白质是两性电解质，当PH > PI时带负电荷,在电场作用下向正极移动:PH > PI时带正电荷,在电场作用下向负极移动：PH=PI时净电荷为零，在电场作用下既不向正极移动也不向负极移动，此时的PH值即是该蛋白的PI值。各种蛋白质中由不同种类的氨基酸一不同的比例组成，因而有不同的等电点，这是其固有的理化常数。蛋白质在电场中汰动一段时间后，便会集中到确定的位置上呈一条致密区带。若样品为混合的蛋白质溶液时，由于不同蛋白质的等电点和分子量是不同的，因此经电泳后，就形成了泳动度不同的区带。利用此性质，便可把混合液中不同的蛋白质(或其它物质)分离开，也可用其对样品的纯度进行鉴定。
9.简述影响带电质点的泳动速度的因素。
（1）颗粒性质带电颗粒在电场中泳动的速度与带电颗粒的净电荷量成正比，与颗粒的半径成反比。
（2）电场强度 E 愈高，带电颗粒的泳动速度愈快。
（3）溶液性质pH 偏离分子的等电点愈远，解离度愈大，净电荷愈多，泳动速度越快；离子强度加大，电流加大，泳动速度加快;泳动速度与溶液黏度成反比。
（4）电渗是支持物本身所带的电荷吸附溶液中性质相反的离子，在电场中移动的结果。其带电愈高，电渗力愈大。当颗粒的泳动方向与电渗方向一致时，加快颗粒的泳动速度；当颗粒的泳动方向与电渗方向相反时，则降低颗粒的泳动速度。
（5）焦耳热电泳过程中释放的热量与电流强度的平方成正比。当电场强度或电。极缓冲液离子强度增高，电流强度也增加，不仅降低分辨率(即电泳谱带的展宽和组分的热混和)，严重时甚至烧断或熔化支持介质。
（6）筛孔在筛孔大的凝胶中溶质颗粒的泳动速度快。
10、什么是电渗？带电质点泳动速度与电渗的关系如何？
电渗是支持物本身所带的电荷吸附溶液中性质相反的离子，在电场中移动的结果。其带电愈高，电渗力愈大。当颗粒的泳动方向与电渗方向一致时，加快颗粒的泳动速度；当颗粒的泳动方向与电渗方向相反时，则降低颗粒的泳动速度。
11.什么是萃取？选择萃取剂的原则是什么？
萃取，又称溶剂萃取或液液萃取，亦称抽提，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。即，是利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。
1.和原溶液中的溶剂互不相溶。
2.对溶质的溶解度要远大于原溶剂,萃取剂与溶质相似，相似相溶。
3.萃取剂溶解极少量或完全不溶杂质。
4.容易与待萃取物质分离。
5.萃取剂不能与原溶液发生任何反应。
6.萃取剂最好是无毒的。
12.有机溶剂萃取的乳化现象如何解决？
物理法: 加热、稀释、吸附
机械法: 过滤、离心
化学法: 增加萃取剂用量、加电解质、改变溶液pH值
使用去乳化剂：阳离子或阴离子表面活性剂
13.查阅文献简述当前溶剂萃取方法的新技术。
超临界流体萃取(supercritical fluid extraction，SFE)是近年来分离科学中发展很快的一个领域。近年来研究较多的体系包括二氧化碳、水、氨、甲醇、乙醇、氙、戊烷、乙烷、乙烯等，与常用的有机溶剂相比，超临界流体特别是二氧化碳、水还是一种环境友好的溶剂。与一些传统的分离方法相比，超临界流体萃取具有许多独特的优点，如①超临界流体的萃取能力取决于流体密度，因而很容易通过调节温度和压力加以控制；②溶剂回收简单方便，节省能源。通过等温降压或等压升温被萃取物就可与萃取剂分离；③由于超临界萃取工艺可在较低温度下操作，故特别适合于热敏组分；④可较快地达到平衡；⑤超临界流体萃取的另一特点是很容易与其它分析方法联用，如SFE-IR、SFE-GC、SFE-SFC、SFE-GPC、SFE-LC、SFE—HPLC、SFE-GCMS 、SFE-LC-GC等，避免了样品转移的损失，减少了人为误差，提高了样品分析整体的精密度与灵敏度。然而超临界流体萃取因需要较为庞大的仪器设备，限制了它在野外与现场的采样处理。
固相微萃取：固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)是与固相萃取原理相似，但操作完全不同的一种样品制备与前处理技术。与许多经典的样品制备与前处理方法相比，固相微萃取技术不但简便、省时、省力、无需溶剂，而且可以萃取挥发性样品，如顶空固相微萃取法；与吹气捕集法相比，它又可处理低挥发性的样品，而且设备小巧，不需额外面积与空间；特别重要的是固相微萃取容易自动化及与其它分析技术联用，而SPE虽也可自动化及与其它技术联用，但所需设备及投资远比SPME要高，因此SPME在环境监测、农药分析、生物分析、食品检验等领域都有着广泛的应用前景。
膜萃取(membrane extraction)是膜技术与萃取过程相结合的新型膜分离技术，膜具有选择性的特征使其作为一种分离技术多年来得到了广泛的应用。与通常的萃取中液相以细小液滴的形式分散在另一液相中进行两相接触的情况不同，膜萃取中两相是在微孔膜表面相互接触而进行物质传递的。根据被测物质和样品基质的性质不同及处理要求的差异，膜处理技术可采用不同的操作方式，如静态法、搅拌法、顶空法及动态法以及支载液膜萃取、色谱膜技术等。其中色谱膜技术是近年来出现的一种用于处理液体样品的膜技术，这种技术用一种疏水的多孔聚四氟乙烯为分离介质，它具有两种大小不同的孔穴，大的平均孔径为200μm，能通过极性的分子，小的孔径为0.3μm，宜于非极性或气体分子通过。由于小孔的毛细压力，极性分子被排斥在外。聚四氟乙烯分离介质外包了一层厚度为0.8mm的微孔聚四氟乙烯膜，样品溶液从水平方向流过，极性不同的萃取剂从垂直方向流过，正确控制两种液体的压力、流量及萃取器的容积等参数，可以使样品中极性与非极性或分配系数不同的组分得到连续萃取分离，并加以浓缩；这种技术不仅可以进行液一液萃取，也能进行液一气萃取。它已成功地用于测定水中环境类激素和空气中的二氧化硫，及空气中的氨。
随着膜萃取技术研究工作的进一步深入，膜萃取作为一种分离、富集手段，与其它辅助设备、仪器、检测方法相结合，在环境监测、金属离子的分离与富集、生物反应及生物模拟等方面的应用日益受到重视。
14.结合本专业谈谈溶剂萃取法的新进展与新应用。
中草药所含成分十分复杂，既有有效成分，又有无效成分和有毒成分。为了提高中草药的治疗效果，就要尽最大限度从复杂的均相或非均相体系中提取有效成分，然后通过分离和去除杂质以达到提纯和精制的目的。植物有效成分分离方法很多，其中历史较长,应用较多的是
溶剂提取法、水蒸汽蒸馏、萃取、结晶、吸附等。随着科学技术的发展，在中药提取方面出现了许多新技术、新方法，主要是超临界流体萃取技术，超声提取技术，微波萃取技术，酶法等。
1.3.4超临界流体萃取（简称SCFE）
超临界流体萃取是一种是一种以超临界流体(简称SCF)代替常规有机溶剂对中草药有效成分进行萃取和分离的新型技术，其原理是利用流体(溶剂)在临界点附近某区域(超临界区)内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动，利用这种 SCF作溶剂，可以从多种液态或固态混合物中萃取出待分离组分（高福成，1997）。常用的SCF为CO2，因为CO2无毒，不易燃易爆，价廉，有较低的临界压力和温度，易于安全地从混合物中分离出来。超临界CO2萃取法与传统提取方法相比，最大的优点是可以在近常温的条件下提取分离，几乎保留产品中全部有效成分，无有机溶剂残留，产品纯度高，操作简单，节能。
第一章 8．计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF (2)CaO (3)ZnS 解：1、查表得：X Na =0.93,X F =3.98 根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为：21 (0.93 3.98)4 [1]100%90.2%e ---?= 共价键比例为：1-90.2%=9.8% 2、同理，CaO 中离子键比例为：21 (1.00 3.44)4 [1]100%77.4%e ---?= 共价键比例为：1-77.4%=22.6% 3、ZnS 中离子键比例为：2 1/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-?=中离子键含量 共价键比例为：1-19.44%=80.56% 10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义．说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 答：结构转变的热力学条件决定转变是否可行，是结构转变的推动力，是转变的必要条件；动力学条件决定转变速度的大小，反映转变过程中阻力的大小。 稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。稳态结构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。 第二章 1．回答下列问题： (1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001）与[210]，(111）与[112]，(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236］ (2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和 （112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 (3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101). (011)和（112)晶面上的[111]晶向。 解：1、 2．有一正交点阵的 a=b, c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为 6个、2个和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 3．立方晶系的 ｛111}, 1110}, {123）晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。 4．写出六方晶系的{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数，在六方晶胞中画出[1120]、 [1101]晶向和(1012)晶面，并确定(1012)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 5．根据刚性球模型回答下列问题：
现代分离科学与技术复 习题 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
1、名词解释1)分配系数，指一定温度下，处于平衡状态时，组分在流动相中的浓度和在固定 相中的浓度之比，以K表示。分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。在不同的色谱分离机制中，K有不同的概念：吸附色谱法为吸附系数，为选择性系数（或称交换系数），凝胶色谱法为渗透参数 2)絮凝，使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快的，达到固-液 分离的目的，这一现象或操作称作 3)层析分离，是利用各组分（、、分子的形状与大小、分子的电荷性与）的不 同，将多组分混合物进行分离的方法。主要是利用不同物质在固定和流动相上的亲和性差异，利用移动速度的不同进行分离。 4)吸附分离，吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能 力，使其富集在吸附剂表面，再用适当的洗脱剂将其解吸达到分离纯化的过程5)分子印迹技术分子印迹技术是指为获得在空间结构和结合位点上与某一分子 (印迹分子) 完全匹配的聚合物的实验制备技术。 6)反渗析，利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施 加压力，克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。 7)共沉淀分离，共分离法是富集痕量组分的有效方法之一，是利用溶液中主沉淀 物（称为）析出时将共存的某些微量组分载带下来而得到分离的方法 8)离子交换分离，通过分子中的活性离子将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子 交换剂上，然后用适当的洗脱溶剂将吸附物质再从离子交换剂上洗脱下来，达到分离的目的。 9)沉降分离，在外力场作用下，利用分散相和连续相之间密度差，使之发生相对 运动而实现非均相混合物分离。 10)液膜分离，液膜萃取，也称液膜分离，是将第三种液体展成膜状以隔开两个液 相，使料液中的某些组分透过液膜进入接收液，从而实现料液组分的分离。 11)临界胶团浓度，分子在溶剂中缔合形成的最低浓度 12)液膜分离， 13)反相色谱，根据流动相和相对不同，液相色谱分为和反相色谱。流动相大于固 定相极性的情况，称为反相色谱。合相色谱可作反相色谱。 14)，是用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，分离是借助于 混合样品穿过密度梯度层的沉降或上浮来达到的
什么是科学史已完成成绩： 50.0分 1 【单选题】世界上第一次使用“科学”一词的时间是（）。 A、公元七、八世纪 B、公元四、五世纪 C、公元九、十世纪 D、公元六、七世纪 我的答案：A 2 【单选题】我们对科学进行分类时可以采用德国哲学家维特根斯坦（）的观点。 A、性质说 B、家族相似说 C、本质说 D、起源说 我的答案：B 3 【判断题】我们通常所说的历史就是二阶历史。（） 我的答案：×得分： 25.0分 4 【判断题】“科学”一词是直接翻译的西方语言。（） 我的答案：×得分： 25.0分 科学史的意义已完成成绩： 80.0分 1 【单选题】下列错误描述默会知识的是（）。 A、灵光一现不属于默会知识 B、无所不在 C、不易察觉 D、人类进化过程中最早出现的知识 我的答案：A 【单选题】神圣知识是（）。 A、文本知识 B、实用知识 C、理论知识 D、默会知识 我的答案：C 得分： 20.0分 3 【单选题】经验推理的范畴包括（）。 A、演绎推理 B、类比推理 C、逻辑推理 D、保真推理 我的答案：B 得分： 20.0分 4
【判断题】能被写出来的知识，才能称之为知识。（） 我的答案：×得分： 20.0分 5 【判断题】人对世界的普遍领悟是理论知识的来源。（） 我的答案：√得分： 20.0分 人类的进化 1 【单选题】人类农业社会出现的标志是（）。 A、定居生活 B、驯化动物 C、粮食种植 D、以上都对 我的答案：D 得分： 25.0分 2 【单选题】（）时代是在公元前12000年至公元前3000年。 A、新石器 B、远古 C、中古 D、旧石器 我的答案：A 得分： 25.0分 3 【判断题】人类的进化水平的一个标志是群居模式的形成。（）我的答案：× 4 【判断题】大约五百万年以前，人科动物就出现了。（） 我的答案：×得分： 25.0分 被动和主动进化已完成成绩： 66.7分 1 【单选题】人区别于动物在生物学意义上的一个重要标志是（）。 A、工具的制作 B、工具的使用 C、直立行走 D、使用火源 我的答案：C 2 【多选题】农业社会所出现的技术创新包括（）。 A、农业工具的发展 B、铁器的出现 C、纺织的出现 D、陶器的出现 我的答案：ACD 得分： 33.3分 3
分离科学思考题答案 一、名词解释 截留率:指溶液经超滤处理后被膜截留的溶质量占溶液中该溶质总量的百分率。 水通量:纯水在一定压力温度0.35MPa25℃下试验透过水的速度。 浓差极化:电极上有电流通过时电极表面附近的反应物或产物浓度变化引起的极化。 分配系数:物质在两种不相混的溶剂中平衡时的浓度比HLB值:表面活性剂亲水-亲油性平衡的定量反映。 萃取因素:影响双水相萃取的因素包括聚合物体系无机盐离子体系PH体系温度及细胞温度的影响。 带溶剂:易溶于溶剂中并能够和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又容易分解的物质也称为化学萃取剂。 结晶:.物质从液态溶液或溶融状态或气态形成晶体。 晶核:过饱和溶液中形成微小晶体粒子是晶体生长必不可少的核心。 重结晶:利用杂质和洁净物质在不同溶剂和温度下的溶解度不同将晶体用合适的溶剂再次结晶以获得高纯度的晶体操作。 双水相萃取:利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行的分离操作。 超临界流体萃取:利用超临界流体作为萃取剂对物质进行溶解和分离。 离子交换技术:通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。 膜污染:指处理物料中的微粒胶体或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附沉积造成膜孔径变小或堵塞使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。 凝聚值:胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度。 精馏:利用液体混合物中各组分挥发度的差异及回流手段来实现分离液体混合物的单元操作。 最小回流比:当回流比减小到某一数值后使两操作线的交点d落在平衡曲线上时图解时不论绘多少梯级都不能跨过点d表示所需的理论板数为无穷多相应的回流比即为最小回流比萃取精馏:向原料液中加入第三组分称为萃取剂或溶剂以改变原有组分间的相对挥发度而得到分离。 共沸精馏:体系中加入一个新的组分称为共沸剂共沸剂与待分离的组分形成新的共沸物用精馏的方法使原体系中的组分得到分离。 凝聚:指在投加的化学物质铝、铁的盐类作用下胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。 絮凝:指使用絮凝剂天然的和合成的大分子量聚电解质将胶体粒子交联成网形成10mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用错流过滤称切向流过滤:在压力推动下悬浮液以高速在管状滤膜的内壁作切向流动利用流动的剪切作用将过滤介质表面的固体滤饼移走而附着在滤膜上的滤饼很薄因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。 比移值:在薄层色谱中被测物质移动的相对距离。 二、简答题 1.简述进行料液予处理的目的并说明常用的料液预处理方法目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度提高固液分离的效率方法:凝聚和絮凝加热法调节悬浮液的PH值杂蛋白的去
试卷编号： 一、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，总计9分） 1.Bioseparation Engineering：回收生物产品分离过程原理与方法。 2.双水相萃取：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相， 并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统(two aqueous phase system)。 利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，Albertsson于50年代 后期开发了双水相萃取法(two aqueous phase extraction)，又称双水相分配法(two aqueous phase partitioning)。 3.电渗：在电场作用下，带电颗粒在溶液中的运动。 二、辨别正误题并改正，对的打√，错的打×（本大题共15小题，每小题2分，总计30分） 1.壳聚糖能应用于发酵液的澄清处理是由于架桥作用。错（不确定） 2.目前国内工业上发酵生产的发酵液是复杂的牛顿性流体,滤饼具有可压缩性。错 3.盐析仅与蛋白质溶液PH和温度有关，常用于蛋白质的纯化。错 4.超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，可用于热敏性生物物质的分离。 对 5.膜分离时，当截留率δ=1时,表示溶质能自由透过膜。错 6.生产味精时，过饱和度仅对晶体生长有贡献。对 7.阴离子纤维素类离子交换剂能用于酸性青霉素的提取。对 8.卡那霉素晶体的生产可以采用添加一定浓度的甲醇来沉淀浓缩液中的卡那霉 素。 9.凝胶电泳和凝胶过滤的机理是一样的。错 10.PEG-硫酸钠水溶液能用于淀粉酶的提取。对 11.乙醇能沉淀蛋白质是由于降低了水化程度和盐析效应的结果。对 12.冷冻干燥一般在-20℃—-30℃下进行，干燥过程中可以加入甘油、蔗糖等作为保 护剂。对 13.反相层析的固定相和流动相都含有高极性基团，可用来分离生物物质。错 14.大网格吸附剂由于在制备时加入致孔剂而具有大孔径、高交联度，高比表面积 的特点。错（不确定） 15.PEG沉淀蛋白质是基于体积不相容性。错 三、选择题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.对于反胶束萃取蛋白质，下面说法正确的是：A A 在有机相中，蛋白质被萃取进表面活性剂形成的极性核里 B 加入助溶剂，可用阳离子表面活性剂CTAB萃取带正电荷的蛋白质 C 表面活性剂浓度越高越好 D 增大溶液离子强度，双电层变薄，可提高反胶束萃取蛋白质的能力 2.能进行海水脱盐的是：C A 超滤 B 微滤
- 第二章 思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因 2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。 3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）何谓配位数何谓致密度金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么 6. 已知Cu 的原子直径为A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原子数。 （ 7. 已知Al 相对原子质量Ar （Al ）=，原子半径γ=，求Al 晶体的密度。 8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是。当铁由 bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分比为多少 9. 何谓金属化合物常见金属化合物有几类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何 10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。 13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。
2007 —2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A 卷）答案及评分标准 二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 ' 1'1,y x ，则 （ C ） （A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是 （ D ） （A ）闪蒸罐的温度 （B ）闪蒸罐的压力 （C ）气化率 （D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ A ） （A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为 （ A ） （A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ） （A ）正偏差溶液 （B ）理想溶液 （C ）负偏差溶液 （D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率的变化为 （ C ） （A ）y 2上升，下降 （B ）y 2下降，上升 （C ）y 2上升，不变 （D ）y 2上升，变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量 10、液相双分子吸附中，U 型吸附是指在吸附过程中吸附剂 （ A ） (A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附，溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附，溶质后吸附
填空题 1. .根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为物理吸附、化学吸附和交换吸附； 2. 比表面积和孔径是评价吸附剂性能的主要参数。 3. 层析操作必须具有固定相和流动相。 4. 溶质的分配系数大，则在固定相上存在的几率大，随流动相的移动速度 小。 5. 层析柱的理论板数越多，则溶质的分离度越大。 6. 两种溶质的分配系数相差越小，需要的越多的理论板数才能获得较大的 分离度。 7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量； 8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）；TEMED的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合）； 10. 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度，pH 和温度； 11. 在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法； 12. 简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、部扩散和化学交换反应三步；
13. 在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为c K c q q 0+= 14. 反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的，而流动相是 极性强 的； 15. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同； 16. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ； 17. 晶体质量主要指 晶体大小 ， 形状 和 纯度 三个方面； 18. 亲和吸附原理包括 配基固定化 ， 吸附样品 和 样品解析 三步； 19. 根据分离机理的不同，色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱 20. 蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法， 疏水作用色谱法 ， 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ； 21. SDS-PAGE 电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS ）的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异，而将 分子量 作为分离的依据；加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键 ； 22. 影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ； 23. 阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ；其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -； 24. 阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、 弱碱性 和 中强碱 性 ；其典型的活性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团； 25. 影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH ，温度 、溶液浓度 、 搅拌速率 、和 交联度、膨胀度、颗粒大小 ；
第2章习题 2-1 a ）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△ G K 与其临界晶核体积 V K 之间的关系式为 2 G V ； b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时，其△ 所以 所以 2-2如果临界晶核是边长为 a 的正方体，试求出其厶G K 与a 的关系。为什么形成立方体晶核 的厶G K 比球形晶核要大？ 解：形核时的吉布斯自由能变化为 a ）证明因为临界晶核半径 r K 临界晶核形成功 G K 16 故临界晶核的体积 V K 4 r ； G V )2 2 G K G V b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时, 非 r K 2 SL G V 临界晶核形成功 3 3( G ；7(2 3cos 3 cos 故临界晶核的体积 V K 3（r 非）3（2 3 3cos 3 cos V K G V 1 ( 3 卸2 3 3cos cos )G V 3 3(書 (2 3cos cos 3 ) G K % G K 与V K 之间的关系如何? G K
G V G v A a3G v 6a2 3 得临界晶核边长a K G V
临界形核功 将两式相比较 可见形成球形晶核得临界形核功仅为形成立方形晶核的 1/2。 2-3为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否 会出现过热？为什么？ 答：金属结晶时要有过冷度是相变热力学条件所需求的， 只有△ T>0时，才能造成固相的自 由能低于液相的自由能的条件，液固相间的自由能差便是结晶的驱动力。 金属结晶需在一定的过冷度下进行，是因为结晶时表面能增加造成阻力。固态金属熔 化时是否会出现过热现象，需要看熔化时表面能的变化。如果熔化前后表面能是降低的， 则 不需要过热；反之，则可能出现过热。 如果熔化时，液相与气相接触，当有少量液体金属在固体表面形成时，就会很快覆盖 在整个固体表面(因为液态金属总是润湿其同种固体金属 )。熔化时表面自由能的变化为： G 表面 G 终态 G 始态 A( GL SL SG ) 式中G 始态表示金属熔化前的表面自由能； G 终态表示当在少量液体金属在固体金属表面形成 时的表面自由能；A 表示液态金属润湿固态金属表面的面积；b GL 、CSL 、CSG 分别表示气液相 比表面能、固液相比表面能、固气相比表面能。因为液态金属总是润湿其同种固体金属，根 据润湿时表面张力之间的关系式可写出：b SG 》6GL + (SL 。这说明在熔化时，表面自由能的变 化厶G 表w o ,即不存在表面能障碍，也就不必过热。实际金属多属于这种情况。如果固体 16 3 3( G v )2 1 32 3 6 2 (G v )2 b K t K 4 G V )3 G V 6( 4 G v )2 64 3 96 3 32 r K 2 ~G ?， 球形核胚的临界形核功 (G v )2 (G v )2 (G v )2 G b K 2 G v )3 16 3( G v )2
1 【单选题】世界上第一次使用“科学”一词的时间是（）。 A、公元七、八世纪 B、公元四、五世纪 C、公元九、十世纪 D、公元六、七世纪 我的答案：A 2 【单选题】我们对科学进行分类时可以采用德国哲学家维特根斯坦（）的观点。 A、性质说 B、家族相似说 C、本质说 D、起源说 我的答案：B 3 【判断题】我们通常所说的历史就是二阶历史。（） 我的答案：×得分：25.0分 4 【判断题】“科学”一词是直接翻译的西方语言。（） 我的答案：×得分：25.0分
1 【单选题】下列错误描述默会知识的是（）。 A、灵光一现不属于默会知识 B、无所不在 C、不易察觉 D、人类进化过程中最早出现的知识 我的答案：A 【单选题】神圣知识是（）。 A、文本知识 B、实用知识 C、理论知识 D、默会知识 我的答案：C 得分：20.0分 3 【单选题】经验推理的范畴包括（）。 A、演绎推理 B、类比推理 C、逻辑推理 D、保真推理 我的答案：B 得分：20.0分 4
【判断题】能被写出来的知识，才能称之为知识。（） 我的答案：×得分：20.0分 5 【判断题】人对世界的普遍领悟是理论知识的来源。（） 我的答案：√得分：20.0分 人类的进化 1 【单选题】人类农业社会出现的标志是（）。 A、定居生活 B、驯化动物 C、粮食种植 D、以上都对 我的答案：D 得分：25.0分 2 【单选题】（）时代是在公元前12000年至公元前3000年。 A、新石器 B、远古 C、中古 D、旧石器 我的答案：A 得分：25.0分 3
【判断题】人类的进化水平的一个标志是群居模式的形成。（）我的答案：× 4 【判断题】大约五百万年以前，人科动物就出现了。（） 我的答案：×得分：25.0分 被动和主动进化已完成成绩：66.7分 1 【单选题】人区别于动物在生物学意义上的一个重要标志是（）。 A、工具的制作 B、工具的使用 C、直立行走 D、使用火源 我的答案：C 2 【多选题】农业社会所出现的技术创新包括（）。 A、农业工具的发展 B、铁器的出现 C、纺织的出现 D、陶器的出现 我的答案：ACD 得分：33.3分 3
二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ，则 （ C ） （A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是 （ D ） （A ）闪蒸罐的温度 （B ）闪蒸罐的压力 （C ）气化率 （D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相 应的露点为2t ，则 （ A ） （A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为 （ A ） （A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ） （A ）正偏差溶液 （B ）理想溶液 （C ）负偏差溶液 （D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率的变化为 （ C ） （A ）y 2上升，下降 （B ）y 2下降，上升 （C ）y 2上升，不变 （D ）y 2上升，变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量
《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？ 答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答：同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真正实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题： （1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 32）与[236] （001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（132）与[123]，（2 （2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 解：（1）
小学三年级科学课后练习题 第一节水到哪里去了？ 1、想一想，用湿抹布擦黑板，过一会就干了，这是什么现象？ 答：蒸发 2、水是我们常见的（ A ） A、液体 B 气体C固体 3水的三种形态？ 固体液体气体 4水和水蒸气的相同点和不同点? 相同点：无色无味透明 不同点：水是液体，水没有固定形状，但有一定体积。 水蒸气是气体，没有固定形状和体积。 5举例说出生活中蒸发现象？ 下雨天地面有积水，通过阳光的照射水慢慢消失了。 洗的衣服，放在外面晾晒，慢慢就变干了。 6影响蒸发快慢的因素有哪些？ 1 温度 2 风 3 空气接触面积 第二节水沸腾了 1、水沸腾的温度是（A ） A 100℃ B 98℃ C 0℃ 2、给水加热后，水的体积会（A） A 变大 B 没有变化 C 变小 3、水沸腾时大量气泡（A） A 上升 B 下降C不变 4、水加热后变成水蒸气，水的温度（A ）蒸发（C ） A、越高 B 越低C越快 5、说一说烧开水的过程，说一说水中气泡会发生哪些变化？ 烧开水时，气泡由少变多，由小变大，到水面破裂。 6水沸腾后继续加热，水的温度（ B ） A 升高 B 不变C降低 第三节水结冰了 1、当环境温度（B ）0℃，水的温度下降到（C ）时，水开始结冰。 A 高于 B 低于 C 0℃D10℃ 2、（C ）的变化会使水的形态发生变化， A颜色 B 容器 C 温度 3、冰是怎样的物体？ 无色无味透明，坚硬有一定的体积，不会流动。 4、水结冰时，温度（A ），说明水向周围（）热量。 A 降低，放出 B 降低吸收 C 升高吸收
第四节冰融化了 1、冰开始融化的温度是（） A、﹣5℃ B 10℃ C 0℃ 2、冰融化成水的这个变化过程是（）变成（）。 A 液态固态 B 气态液态 C 固态液态 3、冰融化的过程中温度（）但要向外界（）大量的热量。 A不变B变化 C 吸收D放出 4、冰块周围的温度升高，会使（）。 A冰融化的速度变慢B冰融化的速度变快 C 冰融化的速度没有变化 5、冰融化成水，他的体积增大了（）。 6、冰融化成水后，他的状态发生了变化（） 7、水和水蒸气、冰的相同点不同点？ 第五课谁能溶解多少物质？ 1、不能溶解在水中的物质有（）？ A食盐B沙子 C 碱D味精 2、因为牛奶能溶解在水中，所以它（） A 有沉淀 B 能均匀分布在水中 C 能过滤出来 3、酒精能溶解在水中，水不能溶解在酒精中（） A 对 B 错 4、不是所有的物质都能溶解在水中。（） A 对 B 错 5在相同的水中，等量的食盐小苏打在水中的溶解能力是（） A 相同的 B 不同的、 第六课加快溶解
科学通史绪论（一）待做 1 （）是科学的本质含义。 D A 创新 B 文明 C 真理 D 知识 2 （），世界上第一次使用“科学”一词。 A 公元四、五世纪 B 公元六、七世纪 C 公元七、八世纪 C D 公元九、十世纪 3 我们可以采用德国哲学家维特根斯坦（）的观点来对科学进行分类。 A 本质说 B 性质说 C 家族相似说 C D 起源说 4 “科学”一词来自西方语言的直接翻译。（）CUO 科学通史绪论（二）已完成成绩：80.0分 1 （）属于经验推理的范畴。 A、类比推理 B、保真推理 C、演绎推理 D、逻辑推理 我的答案：A 得分：20.0分 2 关于默会知识，下列说法不正确的是（）。 A、无所不在 B、不易察觉 C、灵光一现不属于默会知识 D、人类进化过程中最早出现的知识 我的答案：D 得分：0.0分 3 （）是神圣知识。 A、实用知识 B、理论知识 C、文本知识 D、默会知识 我的答案：B 得分：20.0分 4
（）是现代物理学的开创者和奠基人。 A、门捷列夫 B、居里夫人 C、爱迪生 D、爱因斯坦 我的答案：D 得分：20.0分 5 如果知识不能被写出来，则不能将它称为知识。（） 我的答案：×得分：20.0分5 如果知识不能被写出来，则不能将它称为知识。（）CUO 科学通史绪论（三）待做 1 （）是人类农业社会出现的标志。 A 驯化动物 B 粮食种植 C 定居生活 D 以上都对 D 2 （）的出现可以作为新石器时代的根本标志。 A 铁器 B 农业社会 B C 青铜器 D 打击石器 3 人科动物大约出现在五百万年以前。（）CUO 4 群居模式标志着人类的进化水平。（）CUO 科学通史绪论（四）待做 1 （）不属于农业社会所出现的技术创新。 A 铁器的出现 B 纺织的出现 C 农业工具的发展 D 陶器的出现 A 2 从生物学意义上说，（）是作为人区别于动物的一个重要标志。 A 工具的使用 B 使用火源 C 工具的制作 D 直立行走 D 3 持主动进化说的观点的人认为，（）是人类进化的特点。 A 突变
2013化工分离过程期中考试试题答案 一、填空题（每空1分，共20分） 1. 传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 2. 分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 3. 汽液相平衡是处理（传质分离）过程的基础，相平衡的条件是（各相温度压力相等，各组分在每一相中的化学位相等）。 4. 当混合物在一定的温度、压力下，进料组成z i 和相平衡常数K i 满足 （ 1,1>>∑∑i i i i K z z K ）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平衡）计算求出其平衡汽液相组成。 5. 精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 6. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 7. 最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。 8. 萃取精馏中塔顶产品不合格时，经常采取（增加萃取剂用量）或（减小进料量）的措施使产品达到分离要求。 9. 吸收有（1个）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 10.吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔）、（用再沸器的蒸出塔）和（用蒸馏塔）。 二、单项选择题（每小题1分，共10分） 1. 吸收属于（A ） A.平衡分离；B.速率分离；C.机械分离；D.膜分离。 2. 计算溶液泡点时，若∑=>-C i i i X K 101，则说明（C ） A. 温度偏低； B. 正好泡点； C. 温度偏高。 3. 如果体系的汽相为理想气体，液相为非理想溶液；则相平衡常数可以简化表示为 （ D ） A. L i i V i K φφ= B. s i i P K P = C. $$L i i V i K φ φ= D. s i i i P K P γ= 4. 汽液相平衡K 值越大，说明该组分越（ A ） A.易挥发； B.难挥发； C.沸点高； D.蒸汽压小。 5. 如果塔顶采用全凝器，计算塔顶第一级的温度可以利用方程（ B ） A.泡点方程； B.露点方程； C. 闪蒸方程； D.相平衡方程。 6. 计算在一定温度下与已知液相组成成平衡的汽相组成和压力的问题是计算（ B ） A.泡点温度； B.泡点压力； C.等温闪蒸； D.露点压力。 7. 精馏中用HNK 表示（ C ） A. 轻关键组分； B. 重关键组分； C. 重非关键组分； D. 轻非关键组分。 8. 以下描述中，不属于萃取精馏中溶剂的作用的是（ D ）
第二章答案 2-1略。 2-2（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。 答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）； （2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。 2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[] 答：
2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？ 答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量：晶胞参数。 2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？ 答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。 离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。 2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？ 答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。 2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？ 答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。 不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。 2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。 答：面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。
教科版小学三年级科学上册第一单元第7课 《混合与分离》同步练习题及答案 一、填空题。 1.沙子溶解在水中，食盐溶解在水中。[填“能”或“不能”] 2.用小勺装少量盐水放在蜡烛上加热，最后勺子底部会出现 粉末，这是。 3.从前，有一头小毛驴驮着两袋盐过河，河水很深，把它背上的盐浸湿了，它过河后，觉得身上轻了许多，这是因为。 4.我们通常用法，分离水和沙子。 二、判断题。 1.用滤纸过滤时，漏斗里液体的液面要高于滤纸的边缘。（） 2.在给食盐水加热的过程中，当杯子底部出现食盐颗粒时，说明剩下的盐水中已经没有食盐了。（） 3.用非常细的筛子也能将食盐和沙子的混合物分离。（） 4.加热食盐水时，分离后的水变成水蒸气跑到空气里了。（） 三、选择题。 1.我们说沙子不能溶解在水中，是因为（）。 A.用过滤的方法不能将沙子分离出来 B将沙子放入水中，搅拌后水变浑浊，容器底部有大量颗粒 C.将沙子放入水中，搅拌，看不到颗粒了
2.我们通常用（）方法将食盐从水中分离出来。 A. B. C. 3.在利用酒精灯加热蒸发皿分离食盐和水的实验中，下列说法正确的是（）。 A.在水完全蒸发之后熄灭酒精灯 B.加热后，立即用手拿蒸发皿移放在桌面上 C.用酒精灯的外焰加热 4.用酒精灯加热浓盐水，最后我们能见到（）。 A.什么也没有 B.细小的白色颗粒 C.一颗颗很大的黑色颗粒 四、简答题。 给你一杯食盐水，你怎样将食盐和水分离开，请说出两种方法。五、综合分析。 乐乐不小心将沙子混进食盐中了，他想将食盐和沙子分开，得到干净的食盐，你能帮助他吗？ 1.将食盐和沙子分开，我们可以用过滤的方法，我们观察到（）。 A.在滤纸上留下了食盐颗粒 B.在滤纸上留下了沙子 C.过滤后的液体变浑浊了
什么是科学史已完成成绩：50.0分 1 【单选题】世界上第一次使用“科学”一词的时间是（）。 A、公元七、八世纪 B、公元四、五世纪 C、公元九、十世纪 D、公元六、七世纪 我的答案：A 2 【单选题】我们对科学进行分类时可以采用德国哲学家维特根斯坦（）的观点。 A、性质说 B、家族相似说 C、本质说 D、起源说 我的答案：B 3 【判断题】我们通常所说的历史就是二阶历史。（） 我的答案：×得分：25.0分 4 【判断题】“科学”一词是直接翻译的西方语言。（） 我的答案：×得分：25.0分 科学史的意义已完成成绩：80.0分 1 【单选题】下列错误描述默会知识的是（）。 A、灵光一现不属于默会知识 B、无所不在 C、不易察觉 D、人类进化过程中最早出现的知识 我的答案：A 【单选题】神圣知识是（）。 A、文本知识 B、实用知识 C、理论知识 D、默会知识 我的答案：C 得分：20.0分 3 【单选题】经验推理的范畴包括（）。 A、演绎推理 B、类比推理 C、逻辑推理 D、保真推理 我的答案：B 得分：20.0分 4
【判断题】能被写出来的知识，才能称之为知识。（） 我的答案：×得分：20.0分 5 【判断题】人对世界的普遍领悟是理论知识的来源。（） 我的答案：√得分：20.0分 人类的进化 1 【单选题】人类农业社会出现的标志是（）。 A、定居生活 B、驯化动物 C、粮食种植 D、以上都对 我的答案：D 得分：25.0分 2 【单选题】（）时代是在公元前12000年至公元前3000年。 A、新石器 B、远古 C、中古 D、旧石器 我的答案：A 得分：25.0分 3 【判断题】人类的进化水平的一个标志是群居模式的形成。（）我的答案：× 4 【判断题】大约五百万年以前，人科动物就出现了。（） 我的答案：×得分：25.0分 被动和主动进化已完成成绩：66.7分 1 【单选题】人区别于动物在生物学意义上的一个重要标志是（）。 A、工具的制作 B、工具的使用 C、直立行走 D、使用火源 我的答案：C 2 【多选题】农业社会所出现的技术创新包括（）。 A、农业工具的发展 B、铁器的出现 C、纺织的出现 D、陶器的出现 我的答案：ACD 得分：33.3分 3