?a?b?T7.65?0.55??1.0答案:解: C = V?1000??100
×1000=71.0(mg/L)
答:水中Cl-的含量为71.0mg/L。
20(Je4D3040).取100mL水样,测定水的硬度,以铬黑T为指示剂,用0.01000mol/L EDTA标准溶
液滴定,共消耗3.00mL,计算水样中钙、镁总量(以CaO表示)为多少(以mg/mL表示)? 答案:解:Ca2+
+Y
4?=CaY2-
0.01000×3.00水样中含以CaO表示的钙、镁总量H为:
c?EDTA?v?EDTA?M?CaO?H=
vs
0.01000?3.00?56.1 =
100
=0.0168(mg/mL)
答:水样中钙、镁总量(以CaO表示)为0.0168mg/mL。
21(Je4D3041).有7.652g硫酸样品,在容量瓶中稀释成250.0mL。移取25.00mL,滴定时用去
20.00Ml
c (NaOH) (δc)=0.7500mol/L的NaOH溶液。计算样品中硫酸的质量分数。
答案:解:2NaOH +H2SO4=Na2SO4+2H2O c(1/2H2SO4)V (H2SO4)=c (NaOH) V (NaOH) 即 c (1/2H2SO4)×25.00=0.7500×20.00
c (1/2H2SO4)=0.6000(mol/L)
c?12H2SO4?M?12H2SO4? ω(H2SO4) =
m 0.6000?25.0?10?3?1?2?98.07
7.6521
=0.9621
答:样品中硫酸的质量分数为0.9621。
22(La4D4042).把60g20%的NaOH溶液稀释成5%的NaOH溶液,需加水多少毫升?
答案:解:稀释前后溶质质量不变,设加xml水 则 60×20% = (60+x)×5% x =180(mL) 答:需加180mL水。
23(La4D4043).计算c?3NaOH =1.0×10mol/L溶液pH值。
答案:解:[OH-]=1.0×10?3mol/L pOH=-lg(1.0×10-3)=3.0 pH=14-3.0 =11.0 答:溶液的pH值为11.0。
24(Lb4D4044).一台阳离子交换器,其直径D=2.5m, 树脂层高度h=1.6m,树脂工作交换容量Eg=800mol/m3,运行流速v=15.0m/h,进水中Ca2+=2.42mmol/L,Mg2+=0.46mmol/L,Na++
K+
=0.54mmol/L,求周期制水量和实际运行时间。
答案:解:进水中含阳离子总量为:
G=2.42+0.46+0.54=3.42(mmol/L) 周期制水量:
3.14?800?1.6?2.52 q=πEghD2/4G =4?3.42=1836(m3)
实际运行时间:
4q?4?1836 T = v?D215?3.14?2.52=25(h)
答:周期制水量为1836m3,实际运行时间为25h。
25(Lb4D4045).有一台阳离子交换器,其阳树脂的全交换容量EQ=1800mmol/L。当充分再生时,
测得其再生程度bz = 80%,当运行至终点时,测得其饱和程度bb=70%,求其工作交换容量Eg . 答案:解:运行终点时,bb=70%,此时尚有30%的树脂处于再生型态,因此从运行开始到运行终点,共有50%的树脂由再生型转化为失效型,由此可得工作交换容量Eg为: ?Eg=[bz (1- bb)]×EQ
=[80% - (1-70%)]×1800=900(mmol/L)
答:工作交换容量为900mmol/L。
26(Jd4D4046).有一铜矿试样,经两次测定,得知铜含量为24.87%和24.93%,而铜的实际含量
为25.05%。求分析结果的绝对误差和相对误差。
24.87%+24.93%答案:解:绝对误差=测定值 -真实值= 2
-25.05%=-0.15%
绝对误差 相对误差= 真实值
?0.15%.05?1000=-6.0 (‰)
答:分析结果的绝对误差和相对误差分别为-0.15%和-0.60‰。 27(Je4D4047).一般分光光度计读数有两种刻度,一个是百分透光度,另一个是吸光度,问当T为0,50%和100%时,相应的吸光度A的数值是多少? 答案:解:A=-lgT 当T=0时,A=∞
当T=50%时,A=-lg0.5=0.30 当T=100%时,A=-lg1=0
答:相应的吸光值分别为∞,0.30,0。
28(Lb4D5048).一台阳离子交换器入口水碱度JD=3.6mmol/L,出口水酸度SD=2.2mmol/L,周期
制水量V?=1600m3
,再生时用质量分数ω为31%的工业盐酸Vs=1304L,求此阳离子交换器的再生酸耗R。(ρ=1.15kg/L) 答案:解:
?R (g/mol) =(Vs×ρs×ωs×1000)/ ( JD+SD)×Vs
=(1304×1.15×31%×1000)
/(3.6+2.2)×1600
=50.1(g/mol)
答:此阳离子交换器的再生酸耗为50.1g/mol。
29(Jd4D5049).计算下列各式的结果,以适当的有效数字表示。
(1)0.0025+2.5×10-3
+0.1025
(2)1.212×3.18+4.8×10-4
-0.0121×0.008142 答案:解:(1)0.1050; (2)3.85。
答:(1)0.1050;(2)3.85。
30(Je4D5050).测一工业硫酸纯度,称样1.1250g,用容量瓶稀释成250mL,摇匀后取出25.00mL,
消耗0.1340mol/L的NaOH溶液15.40mL,求工业硫酸的纯度。 答案:解:设工业硫酸中有硫酸xg。 H2SO4 + 2NaOH=Na2SO4+2H2O 98.07g 2mol
?xg 0.1340×15.40×10-3
mol 98.07∶x =2∶0.1340×15.40×10-3 x = 0.1012(g)
0.1010?25025?100% H2SO4(%) =
1.1250=89.96%
答:工业硫酸的纯度为89.96%。
五、绘图题(每题5分,共8题)
1(La4E1003).指出图E-3中指定仪器的名称(10分)。
图E-3
考评时间:5min。
答案:1-圆底烧瓶;2-酒精灯;3-铁架台;4-烧瓶夹;5-铁环。
2(Lb4E2006).画出一级复床除盐系统图(10分)。
考评要点;参考图。 考评时间:15min。
考评要求:系统流程正确,符合图的表达要求。 答案:如图E-5所示。
图E-5
1-阳床;2-除碳器;3-中间水箱;4-中间水泵;5-阴床
3(Lb4E3007).画出本厂补给水处理系统图,并在图中标画出取样点(10分)。
考评要点:参见参考图要求,实际以本厂规程为准。 考评时间:30min。
考评要求:系统流程正确,符合图的表达要求。 答案:如图E-6所示。
图E-6 锅炉补给水处理系统流程图
1-除盐水;2-混床出水;3-阴床出水;4-阳床出水;5-滤池出水; 6-澄清池出水;7-原水;8-酸再生液;9-碱再生液;10-中和池排水4(Lb4E4008).画出本厂过滤器设备结构示意图,并标注各部位名称(15分)。
考评要点:参考图(普通压力式过滤器)。 考评时间:30min。
考评要求:结构正确,符合图的表达要求。 答案:如图E-7所示。
图E-7
5(Jd4E2014).在pH计测定溶液pH值的测量原理示意图E-12中标出电极的名称(10分)。
图E-12
考评时间:5min。
答案:1-参比电极;2-测量电极。
6(Jd4E4015).在离子选择性电极测量原理示意图E-13中标出电极的名称(10分)。
图E-13
考评时间:5min。
答案:1-指示电极;2-参比电极。
7(Je4E3022).画出本厂联氨加药系统图(15分)。
考评要点:参考图。 考评时间:30min。
考评要求:系统流程正确,符合图的表达要求。 答案:如图E-16所示。
图E-16
1-工业氨桶;2-计量器;3-加药箱;
4-溢流管;5液位计;6-加药泵;7-喷射器
8(Je4E5023).图E-17为DWS-51型钠度计的外观示意图,标出测定仪各部位的名称(20分)。
图E-17
考评时间:15min。
答案:1-指示表;2-玻璃电极插口;3-甘汞电极接线柱;4-电极杆;5-读数开关;6-量程分挡开关;7-定位旋钮;8-校正旋钮;9-温度补偿旋钮;10-记录仪插口;11-零点调节旋钮;12-准确度调节旋钮;13-电源插口;14-电源开关。
六、论述题(每题5分,共20题)
1(La4F3002).影响化学反应速度的因素有哪些?
答案:影响化学反应速度的因素如下:
(1)浓度对化学反应速度的影响。反应速度随着反应物浓度的增大而加快。 (2)压力对反应速度的影响。压力增大,反应向体积减小的方向进行。
(3)温度对反应速度的影响。对于吸热反应,温度升高,反应速度加快;而对于放热反应, 温度升高,反应速度减慢。
(4)催化剂对反应速度的影响。在反应过程中加入催化剂,也可以改变反应速度。
此外,反应物颗粒的大小、溶剂的种类、扩散速度、放射线和电磁波等也能影响化学反应速度。
2(Lb4F3007).固定床逆流再生为什么比顺流再生好?
答案:顺流再生时,再生液从上而下,新鲜的再生液首先接触的是上层失效层树脂,再生度高,随之接触下层失效度低的树脂,树脂再生度越来越差,保护层树脂再生最差。而运行时水中离子首先经过上部再生树脂,绝大部分被吸附,水流到下部树脂时,因为顺流再生下部树脂再生度小,离子很难完全被去除,使出水质量差,交换不完全。
而逆流再生时,新鲜的再生液从底部进入,从下至上,新鲜再生液先接触到未完全失效的树脂,后接触上部完全失效的树脂,使下部树脂再生度提高。逆流再生上部树脂比顺流再生下部树脂再生好,因此逆流再生相对于顺流再生,可提高水质、出水量,降低再生液耗量
3(Lb4F3008).给水系统溶解氧腐蚀的原理是什么?有什么特征?请说明热力系统运行正常时,溶
解氧腐蚀发生的部位。
答案:给水中氧腐蚀属于电化学腐蚀,铁和氧形成两个电极,组成腐蚀电池。
阳极Fe-2e→Fe2+ 阴极O2+2H2O+4e→4OH-
腐蚀特征为:局部腐蚀或溃疡腐蚀,在钢铁表面形成许多小型鼓包,颜色由黄褐色到砖红色不等。
腐蚀部位:给水管道、省煤器、疏水系统和补给水输送管道。
4(Lb4F4009).影响过滤运行效果的主要因素有哪些?
答案:影响过滤运行效果的因素主要有:
(1)滤速。过滤器滤速既不能太快,又不能太慢。过慢,单位过滤面积的出力就小,水处理量就小;过快,不仅增加了水头损失,也使过滤周期缩短,并会使出水水质下降。
(2)反冲洗。反洗的目的是除去滤层中滤出的泥渣,以恢复滤料的过滤能力。为达到这个目的,反洗必须要具有一定的时间和流速,这与滤料大小及密度、膨胀率及水温都有关系。反洗效果好,过滤器的运行才能良好。
(3)水流的均匀性。无论是运行或反洗时,都要求各截面的水流分布均匀。水流均匀主要取决于配水系统,只有水流均匀,过滤效果才能良好。
(4)滤料的粒径大小和均匀程度。滤料的粒径大小和均匀程度对过滤效果影响极大。粒径通常选用0.5~1.2mm范围的。滤料均匀程度用不均匀系数表示,是指在一定粒径范围内的滤料,按重量计,能通过80%重量滤料的筛孔孔径与能通过10%滤料的筛孔孔径之比,即:不均匀系数愈大,表示滤料粗细颗粒尺寸相差愈大,滤料粒径愈不均匀,对过滤和冲洗都愈不利。
5(Lb4F4010).控制炉水pH不低于9的原因是什么?
答案:控制炉水pH不低于9的原因是:
(1)pH值低时,炉水对锅炉钢材的腐蚀性增强。
(2)炉水中磷酸根与钙离子的反应,只有当pH值达到一定的条件下,才能生成容易排除的水渣。 (3)为了抑制炉水硅酸盐水解,减少硅酸在蒸汽中的携带量。
但是炉水的pH值也不能太高,即pH值一般不应大于11。若炉水pH值很高,容易引起碱性腐蚀。
6(Lb4F5011).锅炉给水水质调节的方法都有哪些?并分别加以说明。
答案:锅炉给水水质调节的方法有:
(1)全挥发性处理(AVT)。指给水和炉水均采用挥发碱(如氨或中和胺等)及除氧剂(联胺或其它有机除氧剂)处理,这种调节方式既适用于直流锅炉,也适用于汽包锅炉。这种调节方法使用药剂的费用相对较高,并且某些化学药品的毒性较强。
(2)中性水处理(NWT)。指锅炉给水保持中性,不加或加入少量挥发碱,并加入氧化剂的处理方法,使金属表面形成高电位的Fe2O3保护膜,达到防止腐蚀和减少金属氧化物携带的目的。这种调节方式适用于超临界压力的直流锅炉,空冷机组的汽包锅炉也有采用NWT运行方式的。其优点是节省药剂,给水中铜、铁氧化物的携带量少,延长锅炉清洗周期,延长凝结水处理除盐装置的运行周期。
(3)联合水处理(CWT)。指通过加入挥发碱使锅炉给水保持一定的碱性,并加入氧化剂的方法,这种调节方式适用于直流锅炉。
7(Lb4F5012).什么是离子交换树脂的选择性?它与什么有关?
答案:同一种离子交换树脂,对于水溶液中各种不同的离子其交换作用不同, 有些离子易被吸附,但吸附后再把它置换下来比较困难;而另一些离子很难被吸附,但被吸附后置换下来也比较容易,离子交换树脂的这种性质称为离子交换的选择性。
离子交换的选择性与离子所带电荷和离子的水合半径有关。离子所带电荷越高或水合半径越小,就越容易进行交换反应,这可用交换基团的固定离子与各种反离子间的静电作用强度不同来解释,反离子的水合半径越小,电荷越高,与交换基团固定离子的作用越大,树脂对它的选择性就越强。另外,离子交换的选择性还与树脂的本质、溶液的浓度等因素有关
8(Lc4F3021).汽轮机是如何将热能转变成机械能的?
答案:在汽轮机中,能量转换的主要部件是喷嘴和动叶片。以冲动式汽轮机为例:蒸汽流过固定的喷嘴后,压力和温度降低,体积膨胀,流速增加,热能转变为动能。高速蒸汽冲击装在叶轮
上的动叶片,叶片受力带动转子转动,蒸汽从叶片流出后流速降低,动能变为机械能。这就是蒸汽通过汽轮机把热能转变成机械能的全过程。
9(Jd4F3024).如何制备EDTA标准溶液?
答案:制备EDTA标准溶液应采用标定法,以制备c (1/2EDTA)=0.04mol/L为例: (1)配制。称取8gEDTA,溶于1L高纯水中摇匀。
(2)标定。用基准氧化锌标定,反应如下:Zn2+
+H2-
2-
2Y=ZnY+2H
+ 称取0.4(称准至0.1)g于800℃灼烧至恒重的基准氧化锌,用盐酸溶解后,溶于250mL的容量瓶,稀释至刻度,摇匀。取上述溶液20.00mL,加80mL除盐水,用100g/L氨水中和至pH值为7~8,加5mL氨-氯化铵缓冲溶液(pH=10),加5滴5g/L铬黑T指示剂,用待标定的0.04mol/LEDTA溶液滴定至纯蓝色。
EDTA标准溶液浓度按下式计算:
m(ZnO)c (EDTA) =
(V1?V2)M(ZnO)
??式中 m (ZnO)--氧化锌的质量,g; ? V1--滴定时消耗EDTA的体积,mL; ? V2--空白试验消耗EDTA的体积,mL; ?M(ZnO)--氧化锌M (ZnO)的相对分子质量,为 81.38g/mol。
10(Jd4F4025).配置指示剂EBT(铬黑T)时,为什么要用乙醇做溶剂, 并加入三乙醇胺或盐酸胺?
答案:原因:
(1)EBT水溶液易发生分子聚合而变质,pH<6时更严重,故应加入三乙醇胺,并用乙醇做溶剂。
(2)EBT在碱性环境中易被空气中的氧气氧化,故须加入还原剂盐酸胺防止其氧化。
11(Je4F3034).为了得到较纯净的、较理想的晶形沉淀,应如何控制沉淀条件?
答案:为了得到较纯净的、较理想的晶形沉淀,应从以下几个方面加以控制:
(1)沉淀应在适当稀的溶液(并加入沉淀剂的稀溶液中)进行,这样沉淀时,溶液的过饱和度不会太大,避免产生过多的晶核,使沉淀颗粒变细,而且沉淀现象可以减少。但是溶液浓度也不能过稀,否则会增加沉淀的溶解损失。
(2)应该在不断搅拌的情况下缓慢加入沉淀剂。
(3)沉淀作用应该在热溶液中进行,使沉淀的溶解度略有增加,降低溶液的过饱和度,获得最大的晶粒,同时减少杂质的吸附量,得到纯净的沉淀。
(4)沉淀作用完成后,让沉淀和母液在一起放置一段时间进行陈化,陈化使小晶粒逐渐溶解,大晶粒逐渐长大,由亚稳态逐渐变成稳定态,使已经吸附的杂质被驱出。
12(Je4F3035).怎样采集具有代表性的垢和腐蚀产物试样?
答案:在一般情况下,垢和腐蚀产物试样是在热力设备检修或停机时,以人工刮取或割管后称取的方法获得的。为了获得有代表性的试样,采集试样时应遵守如下规定:
(1)在确定取样部位的基础上,若热负荷相同,则可在对称部位取样,或多点采集等量的单个试样,混合成平均样。但对同一部位,若垢和腐蚀产物的颜色、坚硬程度明显不同,则应分别采集单个试样。
(2)在条件允许的情况下,采集试样的质量应大于4g。对于呈片状、块状等不均匀的试样, 更应多取试样,一般所取试样的质量应大于10g。
(3)采集不同的热力设备中的试样时,应使用不同的采样工具。 (4)割管采样时,若试样不易刮取,可采用挤压采样法。
(5)刮取的试样,应装入专用的广口瓶中存放,并贴上标签,标签上注明设备名称、设备编号、取样部位和取样日期。
13(Je4F3036).炉水中进行磷酸盐处理时应注意哪些问题?
答案:磷酸盐处理不同于炉外的净水处理,这种处理是向炉水中投入不挥发性的盐类物质。尽管它有防垢的一面,但也增加了炉水的含盐量,从而也会影响蒸汽质量,甚至促进金属腐蚀等,所以在采用磷酸盐处理时必须注意以下几点:
(1)给水硬度不大于5.0μmol/L,否则,在炉水中会生成大量水渣,增加了炉水悬浮固形物,严重时会影响蒸汽质量。 (2)锅水中应严格控制规定的过剩PO3?4含量范围,否则,
PO3?4含量过高、过低对锅炉运行均
不利。
(3)加药速度不允许太快,而且要求均匀,以免炉水含盐量急骤增加,影响蒸汽质量。 (4)必须正确地进行排污,以排除生成的水渣,否则,生成的水渣会附着在受热面上或者堵塞管道。
(5)对已经结垢的锅炉需要先除垢(因为
PO3?4不与水垢作用),然后才能进行磷酸盐处理。
(6)药品入库前应进行质量检查,并保证药品符合质量要求,否则,误用不合格产品(有时甚至不是药)进行炉内加药处理,因药品含杂质太多,进入炉内后,会造成不堪设想的事故。目前采用的工业磷酸三钠应符合如下规定:Na3PO4·12H2O的含量大于92%,不溶性杂质小于0.5%。
14(Je4F4037).怎样规定离子选择性电极的响应速度?
答案:响应速度一般用响应时间来表示,离子选择性电极的响应时间指从离子选择性电极与参比电极一起接触样品溶液时(或以离子选择性电极和参比电极一起接触待测离子溶液的浓度改变时)算起,到电极电位变为稳定数值的瞬间所经历的时间。稳定数值是指它与应达到的数值之差不大于1mV时的数值。实际应用中还有用t50、t95、t99(电位改变到应到达数值的50%、95%、99%所经历的时间)等方法表示响应时间的。
15(Je4F4038).锅炉水质的监督标准及项目的意义是什么?
答案:对锅炉水质监督的目的在于防止锅内结垢、腐蚀和产生蒸汽质量不良等问题,所以对锅炉水质必须进行监督。其锅炉水质标准如表F-1所示(可以根据本厂参数选择):
表F-1锅炉水质标准
锅炉工作3.82~5.785.88~12.64压力(MPa)不分段分段蒸发锅炉不分段分段蒸发锅炉蒸发锅炉净段盐段蒸发锅炉净段盐段磷酸根(mg/L)5~155~12≤752~102~10≤50锅炉工作12.74~15.5815.68~18.82压力(MPa)不分段分段蒸发锅炉不分段分段蒸发锅炉蒸发锅炉净段盐段蒸发锅炉净段盐段磷酸根(mg/L)2~82~8≤400.5~3pH锅水的pH值一般应大于9.0,9.0~10.0含盐量、含硅量根据热化学试验确定 各水质项目的意义如下: (1)磷酸根。锅炉水中应维持有一定量的磷酸根,目的是为了防止钙垢。锅炉水中磷酸根不能太低或太高,应该把炉水中磷酸根的量控制得适当。 (2)pH值。炉水的pH值不能太低或太高。其原因是:
1)pH值太低时,水对锅炉钢材的腐蚀性增强。
2)锅炉水中磷酸根与钙离子的反应,只有在pH值足够高的条件下,才能生成容易排除的水渣;如果太低,加磷酸盐处理,起不到防垢作用。
3)为了抑制锅炉水中硅酸盐的水解,减少硅酸在蒸汽中的溶解携带量。 4)如果炉水的pH值太高,表明锅炉水中游离NaOH较多,容易引起碱性腐蚀。
(3)含盐量(含钠离子量或电导率)或含硅量。监督此项目是为了保证蒸汽品质,锅炉水的最大
允许含盐量和含硅量不仅与锅炉的参数、汽包内部装置的结构有关,而且还与运行工况有关,不能统一规定,每一台锅炉均应通过热化学试验来决定。
(4)碱度。炉水碱度太高时,可能引起水冷壁管的碱性腐蚀和应力腐蚀破裂(在炉管热负荷较高的情况下,较易发生这种现象),此外还可能使炉水产生泡沫而影响蒸汽品质。所以,对锅水碱度应加以监督。
16(Je4F4039).如何停止化学集中采样系统?
答案:停止化学集中采样系统的方法:
(1)规定当机炉及其附属设备全部停运或异常,危及设备和人身安全时,应采取停止集中采样系统的措施;
(2)联系仪表人员退出在线表,联系机炉运行人员关闭取样一次门; (3)停止水泵,除盐冷却水一般不停运。
17(Je4F4040).如何投运化学取样系统?
答案:投运化学取样系统的方法:
(1)要求机组启动及时投运化学取样系统,不得随意停运。 (2)步骤:
1)系统检查:检修后,系统及各节门处于关位置;仪表盘和冷却水泵状态良好;冷却水箱清理干净,封好入口门。
2)注入冷却水到规定水位,启动泵进行冷却水循环,化验冷却水质,不合格的进行排污处理。 3)冲洗取样管,掌握正确的冲洗方法和冲洗时间。 4)开启手工取样门。 5)投在线化学仪表。
18(Je4F5041).汽轮机大修时,化学人员对本体应如何检查?
答案:汽轮机大修时,本体检查方法:
(1)对主汽门、调速汽门、高中压转子及各级隔板、缸壁的积盐和腐蚀性情况进行检查,刮取垢样并称量分析。
(2)检查每级叶片、隔板表面pH值,计算单位面积结垢量。
19(Jf4F3057).电源附近或带电设备发生火灾时如何处理?
答案:迅速切断电源,再进行灭火,如果是电气设备起火,只允许使用干式、CO2和1211灭火器,禁止使用水和泡沫灭火器。
20(Jf4F5058).发生什么情况需要立即停止转动设备的运行?
答案:当发生下列情况时,需要立即停止转动设备的运行: (1)转动设备危及人身及设备安全; (2)电气设备着火、冒烟时; (3)转动设备发生强烈振动; (4)电机或轴承温度超过100℃。