化学-膜分离技术(物质粒径与半透膜孔径的图表比对)
考点:科学推理 / 化学-膜分离技术(物质粒径与半透膜孔径的图表比对)
问法模型:题干给出定义规则并附粒径—孔径对照图,问’据此下列选项错误的是’(选非)→ 先把定义转化为’物质粒径>膜孔径⇒被拦截’的判断规则,再逐项在图中比对物质横条与膜孔径条的相对位置,反向选出错误项
推理链
- 第1步:题干给出判断规则——‘若分离物质的粒径大于分离方法对应的孔径,那么该物质就会被有效拦截在半透膜上’;横轴单位为埃且1埃=0.1纳米,刻度按10、100、1000、10⁴……十倍递增(对数式排布)
- 第2步:从图下方’分离方法’条带读出各膜孔径区间的相对位置:反渗透最左(约至10埃,孔径最小),纳滤约10
100埃,超滤约1001000余埃,微滤约100010⁵埃,初过滤约10⁴10⁷埃 - 第3步:从’一般材料的相对尺寸’区读出选项涉及物质的位置:金属离子位于最左端(约几埃
10埃,仅与反渗透区间对齐);细菌约100010⁵埃;病毒约1001000余埃;糖类约数十数百埃 - 第4步:A项对照——细菌粒径(1000~10⁵埃)大于微滤孔径⇒可被拦截,说法正确
- 第5步:B项对照——金属离子粒径(<10埃)小于超滤孔径(约100埃以上)⇒穿膜通过、不能被拦截,‘超滤可拦截金属离子’说法错误
- 第6步:C、D项对照——病毒粒径(约100
1000余埃)大于纳滤孔径(约10100埃)⇒可被拦截;糖类粒径(数十~数百埃)大于反渗透孔径(约≤10埃)⇒可被拦截,两说法均正确 - 第7步:本题为选非题,四个说法中仅B错误,故正确答案为B
最快解法:⚡ 图表直读+选项回定位(排除法):逐项在图中找到该物质的横条,看其是否落在对应膜孔径条所覆盖(即粒径≥孔径)的范围内;‘金属离子’横条只与最左端的’反渗透’对齐、与’超滤’条完全错位,直接锁定B错误
易错点
- ⚠ 忽略选非问法,把A/C/D这类’正确’表述当成答案
- ⚠ 横轴是对数式刻度且单位为埃(1埃=0.1纳米),把10⁴、10⁵当普通数字读或数量级换算出错
- ⚠ 望文生义认为’超’滤膜孔径更大、‘什么都能拦’,未按’粒径>孔径才拦截’规则比对金属离子与超滤条的相对位置
母题抽象
🧩 当题干出现’定义规则+粒径/阈值对照图+选非’特征时,先把定义转成’目标量>阈值⇒被拦截/留下’的判断式,再逐项将图中物质条与阈值条对位比较,最后反向选出不符项
同类特征:选非题(问’错误的是’)、半透膜孔径与物质粒径对照图、单位’埃’(1埃=0.1纳米)、拦截规则:粒径大于孔径被拦截、微滤/超滤/纳滤/反渗透四种膜、对数式刻度横轴读图
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题干
膜分离技术是指不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,膜分离技术在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用。下图是关于不同膜分离方法适用分离物质的信息,据此下列选项错误的是:

选项
- A. 使用微滤技术可拦截水中的细菌
- B. 使用超滤技术可拦截水中的金属离子 ✅
- C. 使用纳滤技术可拦截水中的病毒
- D. 使用反渗透技术可拦截水中的糖
官方解析

膜分离技术是指在分子水平上,不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等类型,根据半透膜类型形成对应的分离方法。
图中给出一般材料的相对尺寸及分离方法的孔径。其中,埃是一个长度单位,主要用来计量微小长度,1埃等于0.1纳米。如图所示,若分离物质的粒径大于分离方法对应的孔径,那么该物质就会被有效拦截在半透膜上。
A项:细菌的粒径大于微滤技术对应的孔径,可以被拦截,正确;
B项:金属离子的粒径小于超滤技术对应的孔径,不能被拦截,错误;
C项:病毒的粒径大于纳滤技术对应的孔径,可以被拦截,正确;
D项:糖类物质的粒径大于反渗透技术对应的孔径,可以被拦截,正确。
本题为选非题,故正确答案为B。
给定材料
(无)