分离过程期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种分离方法不属于传统的分离技术？A. 蒸馏B. 萃取C. 离心D. 膜分离2. 蒸馏过程中，沸点较低的物质会：A. 先蒸发B. 后蒸发C. 不蒸发D. 与沸点无关3. 在萃取过程中，萃取剂的选择依据是：A. 萃取剂的密度B. 萃取剂的沸点C. 与被萃取物质的亲和性D. 萃取剂的溶解度4. 离心分离的基本原理是：A. 利用重力场B. 利用离心力场C. 利用磁场D. 利用电场5. 膜分离技术中，常用的膜类型不包括：A. 反渗透膜B. 超滤膜C. 微滤膜D. 离子交换膜二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述蒸馏操作的基本原理及其在工业中的应用。
7. 描述萃取操作中萃取剂的选择原则。
8. 解释离心分离技术的原理，并举例说明其在生物医学领域的应用。
三、计算题（每题15分，共30分）9. 假设有一组混合物，其中包含50%的乙醇和50%的水，乙醇的沸点为78.37°C，水的沸点为100°C。
如果使用蒸馏方法分离这两种物质，请计算在乙醇开始蒸发时，混合物的温度是多少？10. 给定一个萃取系统，其中被萃取物质A的分配系数（Kd）为2，萃取剂B的体积为100mL，原溶液C的体积为200mL，且A在原溶液中的浓度为0.01mol/L。
计算萃取后，A在原溶液中的剩余浓度。
四、论述题（每题20分，共20分）11. 论述膜分离技术在水处理领域的应用及其优势。
参考答案一、选择题1. D. 膜分离2. A. 先蒸发3. C. 与被萃取物质的亲和性4. B. 利用离心力场5. D. 离子交换膜二、简答题6. 蒸馏操作的基本原理是利用不同物质的沸点差异来实现分离。
在工业中，蒸馏技术广泛应用于石油精炼、酒精生产、食品加工等领域。
7. 萃取剂的选择原则包括：与被萃取物质的亲和性高，与原溶剂的亲和性低，以及良好的化学稳定性。
8. 离心分离技术的原理是利用离心力场产生的不同大小的离心力，使混合物中的不同组分按密度分离。
化学分离过程第二版,陈洪荒的课后习题答案1、E连续回流提取法(正确答案)从中药中水提取液中萃取偏于亲水性的成分的溶剂是（）[单选题] *A正丁醇(正确答案)B乙醇C乙醚D三氯甲烷2、E连续回流提取法(正确答案)下列方法中能始终保持良好浓度差的是（）*A浸渍法B渗漉法(正确答案)C煎煮法D回流提取法3、以芦丁为指标成分进行定性鉴别的中药是（）[单选题] *A葛根B黄芩C槐花(正确答案)D陈皮4、检识黄酮类化合物首选（）[单选题] *A盐酸-镁粉反应(正确答案)B四氢硼钠反应C硼酸显色反应D锆盐-枸橼酸反应5、有机溶剂提取液的浓缩采用的装置是（）[单选题] *A分馏装置B回流装置C蒸馏装置(正确答案)D索氏提取器6、一般情况下，为无色的化合物是（）[单选题] *A黄酮B花色素C二氢黄酮(正确答案)D查耳酮7、从香豆素类的结构与分类看，下列属于简单香豆素类的是（）[单选题] * A龙脑B七叶内酯(正确答案)C薄荷醇D西瑞香素8、属于挥发油特殊提取方法的是（）[单选题] *A酸提碱沉B水蒸气蒸馏(正确答案)C煎煮法D浸渍法9、下列生物碱碱性最强的是（）[单选题] *APkA=22BPkA=5(正确答案)CPkA=13DPkA=5810、以黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素为指标成分进行定性鉴别的中药是（）[单选题] * A葛根B黄芩(正确答案)C槐花D陈皮11、有机溶剂加热提取中药成分应采用（）[单选题] *A回流装置(正确答案)B蒸馏装置C萃取装置D分馏装置12、关于前胡，说法正确的有（多选）（）*A是伞形科前胡属植物(正确答案)B药理药效作用主要有祛痰、镇咳、平喘、抗炎、解痉、镇静等(正确答案) C可与皂荚、藜芦等药物一起放在药中煎煮D不溶乙醚等有机溶剂13、下列溶剂中亲脂性最强的是（）[单选题] *A甲醇B苯(正确答案)C三氯甲烷D丙酮14、美花椒内酯属于（）[单选题] *A呋喃香豆素B吡喃香豆素(正确答案)C环木脂素D环木脂内酯15、巴豆的致泻成分是（）[单选题] *A丁二酸B巴豆油酸(正确答案)C绿原酸D抗内毒素16、从香豆素类的结构看，香豆素是一种（）[单选题] *A内酯(正确答案)B羧酸C酰胺D糖17、结晶法一般是在分离纯化物质的哪个阶段常常使用的（）[单选题] * A开始B中期C最后(正确答案)D以上均可18、中药紫草中的主要有效成分属于（）[单选题] *A苯醌类B萘醌类(正确答案)C蒽醌类D菲醌类19、所有游离香豆素均可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（）[单选题]* A酮基B亚甲二氧基C内酯环(正确答案)D酚羟基对20、E连续回流提取法(正确答案)能用乙醇作溶剂提取的方法有（多选）（）*A浸渍法(正确答案)B渗漉法(正确答案)C煎煮法D回流提取法(正确答案)21、下列含香豆素类成分的中药是（多选）（）*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子22、具有暖脾胃、散风寒、通血脉作用的是（）[单选题] *A穿心莲内酯B青蒿素C莪术醇D桂皮醛(正确答案)23、牛蒡子属于（）[单选题] *A香豆素类B木脂内酯(正确答案)C苯丙酸类D24、黄酮母核具有的下列何种结构特点在碱液中不稳定（）[单选题] *A邻二酚羟基(正确答案)B3-羟基C5-羟基D7-羟基25、具有酚羟基或羧基的游离蒽醌类成分有一定酸性，可用的提取方法是（）[单选题]* A酸溶碱沉法B碱溶酸沉法(正确答案)C水提醇沉法D醇提水沉法26、二萜的异戊二烯单位有（）[单选题] *A5个B6个C3个(正确答案)D4个27、下列基团在极性吸附色谱中的被吸附作用最强的是（）[单选题] *A羧基(正确答案)B羟基C氨基D醛基28、纸色谱是分配色谱中的一种，它是以滤纸为（），以纸上所含的水分为固定相的分配色谱。
分离过程习题答案第⼀章绪论1.列出5种使⽤ESA和5种使⽤MSA的分离操作。
答：属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。
属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。
2.⽐较使⽤ESA与MSA分离⽅法的优缺点。
答：当被分离组分间相对挥发度很⼩，必须采⽤具有⼤量塔板数的精馏塔才能分离时，就要考虑采⽤萃取精馏（MSA），但萃取精馏需要加⼊⼤量萃取剂，萃取剂的分离⽐较困难，需要消耗较多能量，因此，分离混合物优先选择能量媒介(ESA)⽅法。
3.⽓体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别？答：⽓体分离与渗透蒸发式两种正在开发应⽤中的膜技术。
⽓体分离更成熟些，渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利⽤混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别⽽实现分离。
5.海⽔的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M，式中C为溶解盐的浓度，g/cm3；M为离⼦状态的各种溶剂的平均分⼦量。
若从含盐0.035 g/cm3的海⽔中制取纯⽔，M=31.5，操作温度为298K。
问反渗透膜两侧的最⼩压差应为多少kPa?答：渗透压π=RTC/M＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。
所以反渗透膜两侧的最⼩压差应为2.753kPa。
9. 假定有⼀绝热平衡闪蒸过程，所有变量表⽰在所附简图中。
求：（1）总变更量数Nv;（2）有关变更量的独⽴⽅程数Nc；（3）设计变量数Ni;（4）固定和可调设计变量数Nx ,Na；（5）对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？思路1：3股物流均视为单相物流，总变量数Nv=3(C+2)=3c+6独⽴⽅程数NcV-2F ziT FP FV , yi ,Tv , PvL , x i , T L , P L习题5附图物料衡算式C个热量衡算式1个相平衡组成关系式C个1个平衡温度等式1个平衡压⼒等式共2C+3个故设计变量Ni=Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压⼒，共C+3个可调设计变量Na＝0解：（1）Nv = 3 ( c+2 )内在(P，T) 2Nc = 2c+3（3）Ni = Nv – Nc = c+3（4）Nxu = ( c+2 )+1 = c+3（5）Nau = c+3 –( c+3 ) = 0思路2：输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2) 独⽴⽅程数Nc：物料衡算式C个，热量衡算式1个,共C+1个设计变量数Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3固定设计变量Nx:有C+2个加上节流后的压⼒共C+3个可调设计变量Na：有011. 满⾜下列要求⽽设计再沸汽提塔见附图，求：（1）设计变更量数是多少？（2）如果有，请指出哪些附加变量需要规定？解：N x u 进料c+2压⼒9c+11=7+11=18N a u 串级单元 1传热 1 进料，227K，2068kPa组分N2C1C2C3C4C5C6Kmol/h1.054.467.6141.154.756.033.3塔顶产物塔底产物92习题6附图合计 2 N V U = N x u +N a u = 20 附加变量：总理论板数。
第二章 单级气液相平衡过程1 计算在0.1013MPa 和378.47K 下苯(1)-甲苯(2)-对二甲苯(3)三元系，当x 1=0.3125，x 2=0.2978，x 3=0.3897时的K 值。
汽相为理想气体，液相为非理想溶液。
并与完全理想系的K 值比较。
已知三个二元系的Wilson 方程参数。
83.977;33.103522121112=--=-λλλλ 15.4422223=-λλ ;05.4603323-=-λλ14.15101113=-λλ ; 81.16423313-=-λλ (单位：J/mol) 在T=378.47K 时液相摩尔体积为：k m o l m v L 3311091.100-⨯= ；321055.117-⨯=Lv ；331069.136-⨯=L v 安托尼公式为：苯：()36.5251.27887936.20ln 1--=T P s ； 甲苯：)67.5352.30969065.20ln 2--=T P s ；对二甲苯：()84.5765.33469891.20ln 3--=T P s ；(K T Pa P s :;:) 解1：由Wilson 参数方程()[]RT vv ii ij LiL j ij λλ--=Λexp()[]RT v v L L 11121212exp λλ--=Λ ()()[]47.378314.833.1035ex p 1091.1001055.11733⨯--⨯⨯=-- =1.619 ()[]RT v v L L22212121exp λλ--=Λ ()()[]47.378314.883.977ex p 1055.1171091.10033⨯-⨯⨯=-- =0.629同理：838.013=Λ ；244.131=Λ 010.123=Λ ；995.032=Λ由Wilson 方程∑∑∑ΛΛ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Λ-=k jjkj k ki j j ij i x x x ln 1ln γ： 9184.01=γ ；9718.02=γ ；9930.03=γ 根据安托尼方程：M P a P s 2075.01= ；Pa P s 4210693.8⨯= ；Pa P s 4310823.3⨯=由式(2-38)计算得：88.11=K ；834.02=K ；375.03=K 如视为完全理想系，根据式(2-36)计算得： 048.21=K ；858.02=K ；377.03=K 解2：在T=378.47K 下苯： )36.5247.378/(5.27887936.20ln 1--=s P ；∴ s P 1=207.48Kpa 甲苯： )67.5347.378/(52.30969065.20ln 2--=s P ；∴s P 2 =86.93Kpa 对二甲苯：)84.5747.378/(65.33469891.20ln 3--=s P ；∴s P 3=38.23Kpa Wilson 方程参数求取854.0)47.378314.883.977exp(1091.1001055.117)exp(3322121221=⨯-⨯⨯=--=∧--RTv v LL λλ7472.0)47.378314.815.442exp(1069.1361055.117)exp(3322233223=⨯-⨯⨯=--=∧--RTvv L Lλλ 346.1)47.378314.805.460exp(1055.1171069.136)exp(3333232332=⨯--⨯⨯=--=∧--RTvv L L λλ457.0)47.378314.814.1510exp(1091.1001069.136)exp(3311132113=⨯-⨯⨯=--=∧--RTvv L L λλ 283.2)47.378314.881.1642exp(1091.1001069.136)exp(3333131331=⨯--⨯⨯=--=∧--RTvv L Lλλ193.1)47.378314.833.1035exp(1055.1171091.100)exp(3311122112=⨯--⨯⨯=--=∧--RT vv LL λλ313121211122133112213321122333113223ln 1ln()()0.31251ln(0.3125 1.1930.29780.4570.3897)(0.3125 1.1930.29780.4570.38970.8540.29780.8540.31250.29780.74x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-+∧+∧-+++∧+∧∧++∧∧+∧+=-+⨯+⨯-+⨯+⨯⨯+⨯++ 2.2830.3897)720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.09076⨯++⨯+⨯+=-∴1r =0.9132323112221212323112213321122333113223ln 1ln()()0.2125 1.1931ln(0.31250.8540.29780.74720.3897)(0.3125 1.1930.29780.4570.38970.29780.8540.31250.29780.7x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-∧++∧-+++∧+∧∧++∧∧+∧+⨯=-⨯++⨯-+⨯+⨯+⨯++0.3897 1.346)4720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.0188⨯++⨯+⨯+= ∴ 2r =1.019113232331312233112213321122333113223ln 1ln()()0.31250.4571ln(0.31250.4570.2987 1.3460.3897)(0.3125 1.1930.29780.4570.38970.74720.29780.8540.31250.297x x x r x x x x x x x x x x x x ∧∧=-∧+∧+-+++∧+∧∧++∧∧+∧+⨯-⨯+⨯+-+⨯+⨯⨯+⨯+0.3897)80.74720.3897 2.2830.3125 1.3460.29780.38970.2431+++⨯+⨯+= ∴ 3r =1.2752 故87.13.10148.2079132.0111=⨯==P P r K s 8744.03.10193.86019.1222=⨯==P P r K s 4813.03.10123.382752.1333=⨯==PP r K s而完全理想系：048.23.10148.20711===P P K s 8581.03.10193.8622===P P K s 3774.03.10123.3833===PP K s2 在361K和4136.8kPa下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷60.387%（mol ）,与其平衡的液相含甲烷13.04%。
