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1、实验设计与数据处理第三次课后作业答案.docx 现代实验方法及数据处理 作业三 1、用乙醇水溶液分离某种废弃农作物中的木质素，考察了三个因素（溶剂浓度、温度和时间）对木质素得率的影响，因素水平如下表所示。将因素 A，B，C 依次安排在正交表 L9(34)的 1,2,3 列，不考虑因素间的交互作用。 9 个试验结果 y（得 率/%）依次为： 5.3、 5.0、 4.9、 5.4、 6.4、 3.7、 3.9、 3.3、 2.4。试用直观分析法确定因素主次和优方案，并画出趋势图。 水平(A)溶剂浓度 /%(B)反应温度 / (C)保温时间 /h 1601403 2801602 31001801 解
2、：下表展示了分析过程及结果： 试验号 因素 得率A B C 11111 5.3 212225 31333 4.9 42123 5.4 52231 6.4 62312 3.7 73132 3.9 83213 3.3 93321 2.4 K115.214.612.314.1 K215.514.712.812.6 K39.61115.213.6 k1 5.07 4.87 4.10 4.70 k2 5.17 4.90 4.27 4.20 k3 3.20 3.67 5.07 4.53优水平A2B2C3 极差 R 1.97 1.230.970.50 主次顺序A、B、 C 因素主次为： A、 B、C，最优方
3、案为：A2B2C3 即溶剂浓度取 80%，反应温度取 160，保温时间取1h。 而各因素的趋势图如下所示： 2.采用直接还原法制备超细铜粉的研究中，需要考察的影响因素有反应温度、 cu2+与氨水质量比和 CuSO4溶液浓度，并通过初步试验确定的因素水平如下表： 水平(A)反应温度 / 2+ (C)CuSO4溶液浓度 /(g/mL) (B)Cu 与氨水质量比 1701:0.10.125 2801:0.50.5 3901:1.5 1.0 试验指标有两个：（ 1）转化率，越高越好；（2）铜粉松密度，越小越好。用正交表 L9(34 )安排试验，将 3 个因素依次放在 1,2,3 列上，不考虑因素间的交
4、互作用， 9 次试验结果依次如下： 转化率 /%: 40.26，40.46， 61.79，60.15，73.97， 91.31，73.52， 87.19，97.26； 松密度 /(g/mL): 2.008，0.693，1.769，1.269，1.613，2.775，1.542，1.115，1.824。试用综合平衡法对结果进行分析，找出最好的试验方案。 解： 对转化率进行正交分析： 试验号 因素 转化率 A B C 1 1 1 1 1 40.26 2 1 2 2 2 40.46 3 1 3 3 3 61.79 4 2 1 2 3 60.1 5 5 2 2 3 1 73.97 6 2 3 1 2
5、91.31 7 3 1 3 2 73.52 8 3 2 1 3 87.1 9 9 3 3 2 1 97.26 K 1 142.51 173.93 218.76 211.49 K 2 225.43 201.62 197.87 205.29 K 3 257.97 250.36 209.28 209.13 k 1 47.50 57.98 72.92 70.50 k 2 75.14 67.21 65.96 68.43 k 3 85.99 83.45 69.76 69.71 优水平 A 3 3 1 极差 R B C 38.49 25.48 6.96 2.07 主次顺序 A 、 B 、 C 对铜粉松密度进
6、行正交分析： 试验号 因素 铜粉松密度 A B C 1 1 1 1 1 2.008 2 1 2 2 2 0.69 3 3 1 3 3 3 1.769 4 2 1 2 3 1.269 5 2 2 3 1 1.613 6 2 3 1 2 2.775 7 3 1 3 2 1.542 8 3 2 1 3 1.115 9 3 3 2 1 1.824 K 1 4.470 4.819 5.898 5.445 K 2 5.657 3.421 3.786 5.010 K 3 4.481 6.368 4.924 4.153 k 1 1.490 1.606 1.966 1.815 k 2 1.886 1.140 1.262 1.670 k 3 1.494 2.123 1.641 1.384 优水平 A 1 2 2 极差 R B C 0.396 0.982 0.704 0.431 主次顺序 B 、 C 、 A 对于转化率指标进行直观分析 因素主次： A、 B、 C 优方案： A3、 B3、C1 对于铜粉松密度指标进行直观分析 因素主次： B、C、 A 优方案： A1、 B2、C2 而通过综合平衡法可以得到平衡后的方案为： A3、 B2、C2 即反应温度取 90， cu2+与氨水质量比取1:0.5，CuSO 溶液浓度 0.5(g/mL)。 4