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《实验设计与数据处理》大作业班级：姓名：学号：1、用Excel（或Origin）做出下表数据带数据点的折线散点图（1）分别做出加药量和剩余浊度、总氮TN、总磷TP、CODCr的变化关系图（共四张图，要求它们的格式大小一致，并以两张图并列的形式排版到Word中，注意调整图形的大小）；（2）在一张图中做出加药量和浊度去除率、总氮TN去除率、总磷TP去除率、CODCr去除率的变化关系折线散点图。加药量浊度总氮TN(mg/L）余浊（NTU）去除率(%)TN（mg/L)去除率(%)5011.980.1711.0152.05757.587.5114.0138.981006.888.6714.3837.371256.289.6713.0143.341505.690.6710.0856.11加药量总磷TPCODCr(mg/L）TP（mg/L)去除率(%)CODCr（mg/L)去除率(%)501.0916.155373.09750.5756.155273.611000.2779.235174.111250.3275.385273.611500.4267.695671.572、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量Qv、压头H和效率η的数据如表所示，绘制离心泵特性曲线。将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式（要求作双Y轴图）。流量Qv、压头H和效率η的关系数据序号123456Qv(m3/h)H/m0.015.000.414.840.814.561.214.331.613.962.013.65η0.00.0850.1560.2240.2770.333序号789101112Qv(m3/h)H/mη2.413.280.3852.812.810.4163.212.450.4463.611.980.4684.011.300.4694.410.530.4313、用分光光度法测定水中染料活性艳红（X-3B）浓度，测得的工作曲线和样品溶液的数据如下表:吸光度（A）0.1750.3490.5170.6830.8541.0261.2110.7220.223X-3B浓度（mg/L）10.020.030.040.050.060.070.0样品1样品2（1）列出一元线性回归方程，求出相关系数，并绘制出工作曲线图。（2）求出未知液（样品）的活性艳红（X-3B）浓度。4、对某矿中的13个相邻矿点的某种伴生金属含量进行测定，得到如下一组数据：矿样点距离x含量c矿样点距离x矿样点12106.42811110.5923108.20914110.6034109.581015110.9045109.501116110.7657110.001218110.0068109.931319111.20710110.49试找出某伴生金属c与含量距离x之间的关系(要求有分析过程、计算表格以及回归图形)。提示：⑴作实验点的散点图，分析c~x之间可能的函数关系，如对数函数y=a+blgx、双曲函数(1/y)=a+(b/x)或幂函数y=dxb等；⑵对各函数关系分别建立数学模型逐步讨论，即分别将非线性关系转化成线性模型进行回归分析，分析相关系数：如果R≦0.553，则建立的回归方程无意义，否则选取标准差SD最小（或R最大）的一种模型作为某伴生金属c与含量距离x之间经验公式。5、测定了10个苯甲腈、苯乙腈衍生物对发光细菌的毒性影响，得到如下表所示的结果，试求回归方程。已知试验指标Y与X1、X2、X3间近似满足关系式：Y＝a+b1X1+b2X2+b3X3+b12X1X2+b23X2X3，试求待定系数，并将回归结果输出。生物毒性的测定结果6、某给水处理实验对三氯化铁和硫酸铝用量进行优选。实验范围：三氯化铁10ｍg/L~50ｍg/L；硫酸铝2mg/L~8ｍg/L.实验步骤：(1)先固定硫酸铝为5ｍg/L，对三氯化铁用量用0.618法进行优选实验。实验结果：②比①好，③比②好，③比④好，以最后试验范围的中点作为三氯化铁用量最佳点。(2)将三氯化铁用量固定在最佳点上，对硫酸铝用量连续用0.618法进行四次实验。实验结果：①比②好、③比①好，④比③好。求三氯化铁，硫酸铝的用量。7、测定某铜合金中铜含量，五次平行测定的结果是：27.22%、27.20%、27.24%、27.25%、27.15%，计算：（1）平均值；平均偏差；相对平均偏差；标准偏差；相对标准偏差；（2）若已知铜的标准含量为27.20%，计算以上结果的绝对误差和相对误差。8、数据绘图训练题(1)微波辅助法制备纳米TiO2时，硫酸钛浓度对催化剂TiO2粒径和所制备催化剂的光催化活性有重要的影响，下表是硫酸钛浓度对氯苯的去除率（%）和TiO2粒径的影响试验数据，请以硫酸钛浓度为X轴，绘制双Y轴数据图。硫酸钛浓度（mol/L）氯苯的去除率（%）TiO2粒径（nm）0.0556.5400.1068.8370.1576.1350.2078.9200.3076.9220.4055.339(2)活性艳红X-3B初始浓度对超声光催化降解率的影响如下表，请在一张图绘制出不同时间、不同浓度—光催化降解率的关系图，要求所有曲线以黑色表示。化合物编号lgKow(X1)Hammett常数(X2)摩尔折射MR(X3)生物毒性lg(1/EC50)(Y)11.770.4719.83-2.42221.230.4415.23-2.33531.49-0.277.87-1.92041.42-0.1515.74-2.20550.910.1311.14-2.18161.300.717.36-2.09170.82-0.2510.72-1.97282.420.398.88-1.81291.10-0.9211.65-1.810101.17-0.613.78-1.702不同初始浓度的活性艳红X-3B对降解率的影响X-3B浓度时间(min)10mg/L30mg/L50mg/L70mg/L100mg/L0000001076.444.630.819.318.52095.472.256.444.434.73010088.468.555.545.14010097.779.563.854.15010099.885.471.660.96010010092.378.566.87010010097.183.672.28010010099.189.675.39、阅读下列材料在“三废”治理中，某厂要对含锌、镉等有毒物质的废水处理进行正交实验，摸索用沉淀法进行一级处理的优良方案。（1）制定因素水平表表1因素水平表水平因素ApH值B混凝剂C沉淀剂DCaCl2E废水浓度17~8加NaOH不加稀28~9不加Na2CO3加浓39~10410~11（2）因为pH值对去锌、镉的一级处理有较大的影响，需要仔细地考察，因此pH值从7到11安排四个水平进行实验。投加混凝剂（聚丙烯酰胺）和CaC12的目的，都是为了加快沉淀速度，但不知对去锌、去镉有无影响，所以都取“加”与“不加”二个水平。至于沉淀剂过去一直用Na2CO3，但考虑到邻近厂有大量的NaOH溶液，因此需要考察一下NaOH能否代替Na2CO3。（3）选用正交表表L8（41×24）最多能安排一个4水平因素与四个2水平因素，故正好适用。表2L8（41×24）正交试验结果表实验号1(A)2(B)3(C)4(D)5(E)镉含量(mg/L)锌含量(mg/L)pH值混凝剂沉淀剂CaCl2废水浓度1112210.721.362322110.520.903222220.800.964412120.601.005121120.530.426311220.210.427211110.300.508421210.130.40试根据所给材料，对表2的试验结果进行分析：⑴对表2的试验结果进行数据处理，分别单独列出指标的试验分析表及综合评分的指标分析表；⑵根据试验分析表的数据，讨论各因素对废水处理（即试验指标）影响的主次顺序以及最佳处理组合；⑶绘制水平影响趋势图，并进行简要分析。10、结合自己的专业谈一谈学习本门课程的感受（收获与建议，不少于100字）。作业要求：1、完成时间：11月1日（第9周周五）前；2、查阅相关资料，认真答题，按时完成作业；3、作业要求全部打印（注明题号，可以不抄题），认真排版；4、注明班级、姓名、班内序号，制作封面，以班为单位上交学委；5、作图要求：第1、3、4题要求用Excel作图或Excel和Origin同时作图；6、作业注意存档（包括Word和作图的Excel、Origin文档），会抽查部分同学的电子文档；7、独立完成作业，严禁抄袭；8、文档排版要求：（1）版面尺寸：A4(21.0×29.7厘米)；版芯位置(正文位置)：上边界2.5厘米、下边界2.0厘米、左边界2.5厘米、右边界2.0厘米、装订线位置定义为0厘米，并插入页码。（2）正文文本：宋体小四号、标准字间距、行间距为固定值20磅、所有标点符号采用宋体全角、英文字母和阿拉伯数字采用半角TimesNewRoman体的要求排版。（3）文中图、表、公式：所涉及到的全部图、表（要求用三线表）都应规范化，符号、代号符合国家标准。图以文中出现先后按“图1（空两格）图名、图2（空两格）图名……”（楷体五号加粗）随文排。表格以出现先后按“表1（空两格）表名、表2（空两格）表名……”（黑体五号加粗）随文排。图表中文字用宋体五号、不加粗，英文字母和阿拉伯数字采用半角TimesNewRoman体。9、作业评分标准：大作业按五分制评分，即优、良、中、及格、不及格，主要从做题的准确度、作图的标准化和美观程度，以及文档结构版式三个方面综合评分。答疑地点：环境工程系办公室（14-西503＃）联系方式：13972371215Email:lifanxiu@sina.com解答第1题（1）（2）第2题第3题计算相关系数：22()()()()iixyixxyyiiiixxyylRllxxyy表1相关系数的计算y-吸光度（A）x-X-3B浓度（mg/L）ixxiyylxylxxlyyR0.17510-0.51286-3047.990.82268528000.9998960.34920-0.33886-200.51730-0.17086-100.68340-0.0048600.854500.166143101.026600.338143201.211700.52314330平均值0.68785740求未知液（样品）的活性艳红（X-3B）浓度将测得的未知液的吸光度代入线性方程y=0.0171x+0.0023即可求出其活性艳红（X-3B）浓度。y=0.722时，c样品1=42.1mg/Ly=0.223时，c样品2=12.9mg/L第4题x与c存在的各种关系图如下：由图可知，用对数函数y=a+blnx、幂函数y=dxb来描述c和x的关系更合适、更准确。把这二者之间的非线性关系转化为线性关系来比较哪种函数更好，另外它们之间也可能用双曲函数(1/y)=a+(b/x)能更好的表达，所以应对此进行分析选择。表2线性回归数据记录矿样点距离x含量c1/x1/ylnxX0.014612106.420.50.0093970.6931471.01017123108.20.3333330.0092421.0986121.01616934109.580.250.0091261.3862941.02044645109.50.20.0091321.6094381.023776571100.1428570.0090911.945911.02881868109.930.1250.0090972.0794421.030825710110.490.10.0090512.3025851.034189811110.590.0909090.0090422.3978951.035629914110.60.0714290.0090422.6390571.0392821015110.90.0666670.0090172.708051.040331116110.760.06250.0090292