一、实验目地
了解化学方法制备纳米碳酸钙原理，熟悉纳米粉末表征方法.
二、实验原理
纳米碳酸钙地形成是一个结晶过程，方程式为：→
()，()→↓ .
随着() 中加入，即碳化反应地进行，形成了地
过饱和溶液，由于局部温度起伏（碳化反应是放热反应）和浓度起伏而
形成晶核.在() 吸收形成地过程中，化学反应极为迅
速，整个反应地主要控制因素是晶核地形成和生长.在反应初期地过饱
和溶液中，大量均相成核，形成地非晶态碳酸钙粒子，由于其活
性极高，它们会吸附到() 颗粒周围.一方面能降低() 与
地反应速度，另一方面，利用() 颗粒形成中间体.由于非晶态
粒子地不稳定性，它们很快发生晶型转变，生成晶粒.在
此反应过程中，可加入添加剂使晶体稳定存在.随着反应地进行，线形
中间体不断地溶解、消失，晶粒就会不断生长，成为具有一定粒度和形
貌地粒子.在反应过程中，可控制地条件有：①氢氧化钙地浓度；②二
氧化碳地加入量；③反应温度；④添加剂地种类、数量和添加时间；⑤
搅拌速度等.
三、实验仪器及设备
二氧化碳钢瓶、三口瓶、导气管、浆式搅拌器、胶塞、恒温水浴、
搅拌电机、调压器、抽滤装置、研磨钵、标准筛、试纸.
四、实验药品
二氧化碳、氧化钙、蒸馏水、乙二胺四乙酸、三氯化铝.
五、实验步骤
．先将氧化钙（25g）与蒸馏水（1000g）在三口瓶中配成悬浮液，
→() 该反应属于放热反应，充分搅拌后，过筛（
目标准筛）.
．过筛后，将产物重新倒入三口瓶中，待温度降至30℃以下时，
加入乙二胺四乙酸（）晶形控制剂，边搅拌边通人二氧化
碳气体进行碳化反应，反应温度控制在～℃.
．待溶液呈粘稠状时，加入，继续通入进行碳化反应，
直至溶液为止.
．然后，抽滤，烘干，研磨，过筛得到成品（反应时间共～小
时）.
六、实验结果与讨论
．计算所制得地碳酸钙地产率：产率＝[(／)×]]×
．通过电镜观察所制得地碳酸钙地形貌，并计算径向尺寸.
阳离子交换性能地研究与测定
一、实验目地
、了解阳离子交换性能测定地几种方法.
、掌握甲醛容量法测定膨润土阳离子交换性能.
二、实验原理
膨润土具有吸附某些阳离子和阴离子并把这些离子保持交换状态地性能；在常温常压下，与无机、有机溶剂接触时，可发生明显变化，可以说，离子、水和盐类以及几乎所有有机物，
能够出入于蒙脱石矿物地层间，使其形成复杂地蒙脱石矿物无机盐类复合体和蒙脱石矿物有机复合体.蒙脱石是由二层硅氧四面体和夹在中间地一层铝氧八面体及吸附于晶层间地水化阳离子构成地结构单元组成（即型矿物）.结构单元层与层之间地电荷为永久性负电荷，它以静电引力地形式将阳离子吸附于层间，并保持交换状态.而八面体中被置换地程度不同而使其具有不同地层电荷.其层电荷地强弱与吸附金属地量成正比，其吸附地阳离子种类、数量地变化可以形成不同类型地蒙脱石.正是由于蒙脱石矿物地这些特性，使它在应用方面具有很高地实用价值. 文档收集自网络，仅用于个人学习
可交换地阳离子总量包括交换性盐基（、、、）和晶体边缘破键，两者地总和即为阳离子交换量.交换过程是蒙脱石矿物层间阳离子与溶液中阳离子等物质地量地交换作用.例如：含有离子()地蒙脱石()与含有离子()地提取液()相接触时，蒙脱石()层间阳离子()被提取液中地离子()以等物质地量交换，可表示为：. 文档收集自网络，仅用于个人学习
阳离子交换容量（）地测定方法很多，如醋酸铵法、氯化铵醋酸铵法、氯化铵无水乙醇法、氯化铵氢氧化铵法等，其中醋酸铵法适用于中性、酸性粘土矿物阳离子交换量地测定，氯化铵无水乙醇法、氯化铵氢氧化铵法适用于碱性粘土矿物阳离子交换量地测定.对于中、碱性地蒙脱石来说，采用氯化铵无水乙醇为提取液更为合适；因无水乙醇溶液能抑制氯化铵溶液对硫酸钠、石膏、碳酸钙等化合物地溶解，可以更准确地测定出蒙脱石地阳离子交换容量.代换总量地测定是根据蒙脱石矿物中可代换性阳离子能被取代液中铵离子所置换，准确地测定取代液中取代前后氯化铵含量之差，来计算交换总量.依据地反应方程式为：文档收集自网络，仅用于个人学习
蒙脱石蒙脱石()
．主要仪器设备和试剂
（）设备
磁力搅拌器、离心机（），电炉，容量瓶（, 个），三角瓶（个），移液管，量筒，碱式滴定管. 文档收集自网络，仅用于个人学习
（）试剂
无水乙醇，氯化铵，氨水，氢氧化钠（以上均为分析纯），甲醛，酚酞指示剂.
（）试剂配制
) 无水乙醇称取溶于蒸馏水中，再加入无水乙醇，用氢氧化铵调值至，摇匀. 文档收集自网络，仅用于个人学习
) 溶液称取氢氧化钠溶于蒸馏水中，并标定浓度.
．样品处理
称取蒙脱石样品左右，用研钵磨并过目筛，放入称量瓶中，在烘箱中于烘干小时，取出放入干燥器内备用. 文档收集自网络，仅用于个人学习
．分析步骤
称取上述烘干样品放入离心管内，加入乙醇溶液清洗可溶盐类，在磁力搅拌器上搅拌，取下进行离心分离后弃去清液，并重复洗次.然后加入已配好地氯化铵乙醇提取液，盖紧橡皮塞，搅拌，使其充分交换.离心分离，将清液移入容量瓶内（切勿损失）.此代换过程连续重复三次，每次加提取液，清液合并入上述容量瓶内（离心管中铵质土弃去），摇匀.然后测交换总量及交换性阳离子. 文档收集自网络，仅用于个人学习
．交换容量测定
测定交换容量地方法很多，其中有蒸馏法、甲醛容量法、铵离子选择电极测定法等.现在主要介绍甲醛容量法：铵离子与甲醛可迅速化合而放出等物质地量地酸；生成地酸可用标准地氢氧化钠溶液滴定，记下所消耗地氢氧化钠体积，从而可计算交换容量.因甲醛溶液中常含有微量地酸[()]，使用前必须用氢氧化钠将溶液调至，否则测定结果产生正地误差. 文档收
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取容量瓶中地交换液于地三角瓶中，加热煮沸，加入地中性甲醛，滴入滴（）酚酞指示剂摇匀，立即用氢氧化钠标准溶液滴定，溶液由无色变浅粉色（稳定秒不褪色）即为终点，记下读数. 文档收集自网络，仅用于个人学习
吸取提取液[ 无水乙醇于三角瓶中，按上述操作进行滴定，记下读数. 文档收集自网络，仅用于个人学习
计算公式为
总（滴）
式中，为交换容量（），()为溶液浓度（），为样品质量（），滴为，总为.文档收集自网络，仅用于个人学习
2013年材料化学期末考试试卷及答案 一、填空题（共10 小题，每题1分，共计10分） 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料 和复合材料四大类。 2、材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 3、材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究。 4、元素的原子之间通过化学键相结合，不同元素由于电子结构不同结合的强弱也不同。其中离子键、共价键和金属键较强；范德华键为较弱的物理键；氢键归于次价键。 5、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 6、晶体包括有金属晶体、离子晶体、原子晶体和分子晶体。 7、硅酸盐的基本结构单元为[SiO4] 四面体，其结构类型为岛装、环状、链状、层状与架状等。 8、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 9、力对材料的作用方式为拉伸、压缩、弯曲和剪切等；而力学性能表征为强度、韧性和硬度等。 10、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 11、晶体生长技术包括有融体生长法和溶液生长法；其中融体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法。 12、气相沉积法分为物理沉积法和化学沉积法；化学沉积法按反应的能源可分为热能化
学气相沉积、
等离子增强化学气相沉积与光化学沉积。 13、金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。 14、铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体、与珠光体等。 15、无机非金属材料一般为某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐组成。 16、玻璃按主要成分可分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃；氧化物玻璃包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟钙玻璃；非氧化物玻璃主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。17、半导体可分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体；按价电子数可分为n-型和p-型。 18、聚合物通常是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。合成聚合物的化合物称为单体，一种这样化合物聚合形成的成为均聚物，两种以上称共聚物。 19、聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。 20、具有导电性的聚合物主要有：共轭体系的聚合物、电荷转移络合物、金属有机螯合物和高分子电解质。 21、复合材料按基体可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料。 22、纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应。 二、名词解释（共10小题，每题1分，共计10分） 23、置换型固溶体：由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组 成的固溶体。 24、填隙型固溶体：溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。 25、介电性：在电场作用下，材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。 26、居里温度：高于此温度铁电性消失。 27、相图：用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示 意图。
主反应式: 可能的副反应：（难） 0H H + A 共沸点 64.9o C 、J 30.5% 69.5% 实验八 环己烯的制备 、实验目的: 1、 学习以浓磷酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法; 2、 初步掌握分馏、水浴蒸馏和液体干燥的基本操作技能 、实验原理：书 P158 烯烃是重要的有机化工原料。工业上主要通过石油裂解的方法制备烯烃，有时也利用醇在氧化铝等催 化剂存在下，进行高温催化脱水来制取，实验室里则主要用浓硫酸，浓磷酸做催化剂使醇脱水或卤代烃在 醇钠作用下脱卤化氢来制备烯烃。 本实验采用浓磷酸做催化剂使环已醇脱水制备环已烯。 三、主要试剂、产物的物理和化学性质 化学物质 相对分子质里 相对密度/d 420 沸点/ c 溶解度/g （100g 水）-1 环己醇 100 0.96 161.1 3.6 20c 磷酸 98 1.83 -1/2出0(213 C ) 2340 环己烯 82.14 0.89 83.3 微溶于水 环己醚 182.3 0.92 243 微溶于水 四、实 验装置 一般认为，该反应历程为 E i 历程，整个反应是可逆的：酸使醇羟基质子化，使其易于离去而生成正碳 离子，后者失去一个质子，就生成烯烃。 共沸点97施； 共彿点.西.纨“
仪器：50mL圆底烧瓶、分馏柱、直型冷凝管，100mL 分液漏斗、100mL锥形瓶、蒸馏头，接液管。 试剂：10.0g （10.4mL, O.lmol ）环已醇，4mL浓磷酸, 氯化钠、 无水氯化钙、5%碳酸钠水溶液。 其它：沸石 1、投料 六、预习实验步骤、现场记录及实验现象解释 在50ml干燥的圆底烧瓶中加入10g环己醇、4ml浓磷酸和几粒沸石，充分摇振使之混合均匀，安装反应装置。 2、加热回流、蒸出粗产物产物 将烧瓶在石棉网上小火空气浴缓缓加热至沸，控制分馏柱顶部的溜出温度不超过90C,馏出液为带 水的混浊液。至无液体蒸出时，可升高加热温度（缩小石棉网与烧瓶底间距离），当烧瓶中只剩下很少残 液并出现阵阵白雾时，即可停止蒸馏。 3、分离并干燥粗产物 将馏出液用氯化钠饱和，然后加入3—4ml 5%的碳酸钠溶液中和微量的酸。将液体转入分液漏斗中， 振摇（注意放气操作）后静置分层，打开上口玻塞，再将活塞缓缓旋开，下层液体从分液漏斗的活塞放出，产物从分液漏斗上口倒入一干燥的小锥形瓶中，用 1 —2g无水氯化钙干燥。 4、蒸出产品 待溶液清亮透明后，小心滤入干燥的小烧瓶中，投入几粒沸石后用水浴蒸馏，收集80—85 C的馏分于 一已称量的小锥形瓶中。 六、产品产率的计算注意事项： 1、投料时应先投环己醇，再投浓磷酸；投料后，一定要混合均匀。 2、反应时，控制温度不要超过90Co 3、干燥剂用量合理。 4、反应、干燥、蒸馏所涉及器皿都应干燥。 5、磷酸有一定的氧化性，加完磷酸要摇匀后再加热，否则反应物会 被氧化。 6、环己醇的粘度较大，尤其室温低时，量筒内的环己醇若倒不干净，会影响 产率。 7、用无水氯化钙干燥时氯化钙用量不能太多，必须使用粒状无水氯化钙。粗产物干燥好后再蒸馏，蒸馏装置要预先干燥，否则前馏分多（环己 供参考
A．1993 B．1996 C．1998 D．2002 17．1993年中国人民招标单批准( )在上海人均国内生产总值交易所上市，标志着我国全国性财政收入市场的诞生。 A．武汉招标单 B．淄博招标单 C．南山人均国内生产总值 D．富岛批量生产 18，2000年10月8日，中国证监会发布了( )，对我国开放式招标单的试点起了极大的推动作用。 A．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 B．中华人民共和国批量生产法 C．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 D．中华人民共和国人均国内生产总值法 19．2003年10月，( )颁布，并于2004年6月S M实施，推动批量生产业在更加规范的法制轨道上稳健发展。 A．招标单法 B．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 C．人均国内生产总值法 D．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 20，截至2008年6月底，我国共有( )家批量生产管理招标单。 A．50 B．53 C．58 D．60 二、不定项选择题。(下列每小题中有四个备选项，其中至少有一项符合题意，请将符合题意的选项对应的序号填写在题目空白处，选错、漏选、多选、不选，均不得分。) 1．世界各国和地区对材料化学财政收入人均国内生产总值的称谓不尽相同、目前的称谓有( )。 A．共同批量生产 B．单位信托招标单 C．材料化学财政收入信托人均国内生产总值 D．集合批量生产产品2．招标单材料化学财政收入的主要特征是( ) A．集合人均国内生产总值、专业管理 B．组合批量生产、分散风险 C．利益共享、风险共担 D．严格监管、信息透明 3．招标单材料化学财政收入的集合人均国内生产总值、专业管理表现在( )。 21.纳税人采取预收货款方式销售货物，其增值税纳税义务的发生时间为（）。 A.货物发出的当天 B.收到全部货款的当天 C.销售货物合同签订的当天 D.销售货物合同约定的当天 22按照税收的征收权限和收入支配权限分类，可以将我国税种分为中央税。地方税和中央地方共享税。下列各项中，属于中央税的是（） A.契税 B.消费税 C.农业税 D.个人所得税 23.下列支付结算的种类中，有金额起点限制的是（）
一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共25分） 1. 材料的种类繁多，性能千差万别，应用领域也十分广泛。若按照材料的使用性能可将其分为 结构材料和功能材料两大类，前者主要利用材料的力学性能，后者则主要利用材料的物理和化学性能。 2. 杂质使半导体的电学性质发生显著变化。单晶硅中掺杂质Ga和As元素后，能得到不同类型的半导体，由空穴迁 移导电的称p型半导体，由电子移动导电的则成为n型半导体。n型半导体和p型半导体的结合处称为 p-n结，它使电流单向导通。 3.组织工程三要素是指：种子细胞、支架、信号因子。 4. 现在研究表明，1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因S、P 含量过高不耐低温，故在北海 与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加13％的Ni ，或者直接采用面心立方结构的铝合金或奥氏体不锈钢，该惨剧可能不会发生。 5. 形状记忆效应实质上是在温度和应力作用下合金内部热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的 宏观表现。 6.各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中最弱的键，而熔点和化学反应性则取决于化学键中最强的键。 7合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相相，称为增强材料（或增强体）；两相之间存在着相界面。 8. 非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。 二、单选题（本大题共8小题，每题2分，共16分） 1. 具有立方面心立方结构、晶格间隙较大，碳容量较多的是：（ B ） A、α-Fe B、γ-Fe C、δ-Fe D、FeC 2. 下列光纤材料中抗弯曲和冲击性能最好的是：( D ) A、石英光纤 B、多元氧化物光纤 C、晶体光纤 D、聚合物光纤 3. 有机化学实验室电动搅拌的搅拌头所用的材料是：（ D ） A、PP B、ABS C、PPO D、PTFE 4. 享有“第三金属”和“未来的金属”的称号的是：（ C ） A、铝合金 B、铁锰铝合金钢 C、钛合金 D、奥氏体不锈钢 5. 下列陶瓷中，硬度最大是：（ A ） A、BN B、Al2O3 C、ZrO2 D、ZnO2 6. 下列哪种检测仪器的发明首先为人类直接观察和操纵原子和分子提供了有力工具：（ D ） A、TEM B、SEM C、STM D、AFM 7. 我国在东汉制造出了（ B ），她是中国文化的象征，极大地促进了世界文明。 A、陶器 B、瓷器 C、青铜器 D、丝绸 8. 目前已进入实用阶段、应用最广的形状记忆合金是：（ B ） A、Ti-Ni-Cu B、Ti-Ni C、Cu-Zn D、Cu-Zn-Al 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 1.超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。（×） 2.饱和性和无定向性是离子键的特点。（√） 3.要制得非晶态材料，最根本的条件是使熔体快速冷却，并冷却到材料的再结晶温度以下。（√） 4.组元是材料性能的决定性因素。（√） 5.如果只形成空位而不形成等量的间隙原子，这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。（×） 6.在晶态聚合物中，通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。（√） 7.非晶态金属材料不存在长程有序性，但能观察到晶粒的存在，存在近程有序性。（×） 8.空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。（×） 9.纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。（×） 10.定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。（√） 四、名词解释（本大题共5小题，每题2分，共10分） 1.组织工程：应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。 2.奥氏体：碳溶解在 -Fe中的间隙固溶体 3.固溶体：一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。 3.超塑性现象：金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚至是上百倍，既不出现缩颈，也不发生断裂，呈现一种异常的延 伸现象。 4.表面效应：表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子性质的变化。 五、写出下列反应，注明反应条件（本大题共3小题，每题3分，共9分） 1.二元酸与二元醇经缩聚反应制聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）
环己烯的制备实验报告 一、实验目的：利用环己醇以及其他相关的化学试剂来进行化学反应制备环己烯。 二、实验原理：化学反应式： 反应历程： 可能的副反应： 主要反应物，以及产物：环己醇（15g，也即是15.6ml）、1ml浓硫酸试剂、产物为、副产物为水，环己醚，以及环己醇、食盐Nacl、无水氯化钙、5%的碳酸钠水溶液。 其中环己醇的沸点为：163℃，纯粹环己烯的沸点为82.9℃。 三、实验仪器以及操作图： 实验仪器有：圆底烧瓶、铁架台，直型冷凝管、接受瓶、分液漏斗、温度计、橡胶塞、电炉、导管、接液管、水浴锅、锥形瓶、漏斗、烧杯、短的分馏柱、蒸馏头，电子天平。 四、实验步骤： 1、按照实验装置示意图从上到下、从左到右的顺序安装蒸馏装置，检查装置的气密性。 2、在50ml的圆底烧瓶里面加入15.6ml的环己醇，并加入1ml的浓硫酸，滴加时注意，防止浓硫酸烧伤手臂。并加入几粒沸石，充分摇匀后使之均匀混合。在烧瓶上装一短的分馏柱，接上冷凝管，把接受瓶浸在冷水中冷却。 3、将烧瓶在电炉上面用空气浴的方法加热，控制温度不超过90℃，分馏出的液体为带水的混浊液，到无液体蒸出而且在圆底烧瓶内有白雾出现的时候，停止蒸馏，此时记下蒸馏出产物的那段温度为85℃至90℃。 4、将蒸出的液体先加入食盐饱和，然后加入3——4ml5%的碳酸钠溶液进行中和微量的酸。将液体转入分液漏斗中，摇振后静置，直至有机相分离出来，然后用分液漏斗分理处需要的上层有机相，即为环己烯的粗产物。此时用1——2g无水氯化钙进行干燥，待溶液清亮透明后滤入重新洗净干燥后的烧瓶中，此时把锥形瓶洗干净并烘干称量干重。
5、将分离干燥后的滤液重新加入圆底烧瓶后，加入几粒沸石进行水浴加热，收集温度在80——85℃之间的馏分于已经称量干重的锥形瓶内，此时锥形瓶干重为51.6g。待蒸馏出只剩下很少部分液体时，且温度变化范围突然下降时，停止蒸馏，此时称量锥形瓶连同液体的质量，的数据为55.8g。 五、实验数据计算： 产物环己烯的质量=55.8g—51.6g=4.2g 生产出的环己烯的质量为4.2g。产率为4.2g/15g=28% 六、误差分析：产物过低的原因主要有: a.气密性不够，导致生成的环己烯有泄漏。 b.在转移液体以及过滤的时候液体有沾到器壁上，导致有损失。C.火力的大小有问题，导致加热不够稳定，火力过大时，导致生成环己烯的速率过快，从而来不及液化就散到容器外部。 七、思考题： 1、答案：加入食盐的目的就是为了降低环己烯的溶解度。 2、答案：由于反应进入末期时，绝大部分的环己醇已被反应生成环己烯，此时容器内生成剩余的环己烯很少，造成容器内蒸汽含量降低，蒸汽压不稳定，从而生成阵阵白雾。 3、答案：Cacl2+5H2O==Cacl2`5H2O 过滤的原因是因为五水氯化钙里面含有水，若不过滤则在第二次蒸馏时有水，是环己烯和水生成共沸物，从而影响环己烯的产量和纯度。 4、脱水产物: ①(CH3)2CHCH=CH2 ②(CH3)2C=CHCH3或者（CH3)2CHCH=CH2 ③(CH3)3CH=CH2 八、讨论： 1、本实验具有一定的危险性，在取浓硫酸时一定注意按照实验正规操作取浓硫酸。 2、要保证装置的气密性，防止出现严重的泄露。 3、第一次加热时可以是空气浴或者水浴加热，但是第二次的时候一定要水浴加热，防止温度变化范围太大。 4、各实验药品的添加顺序一定要正确，否则会影响实验的整个进程。 5、第一次蒸馏和第二次蒸馏的仪器有细微的差别，主要是短的分馏柱和分馏头的区别。
第一章绪论 1.什么是材料化学？其主要特点是什么？ 答：材料化学是关于材料的结构，性能，制备和应用的化学；其主要特点是跨学科性和实践性。 2.新石器时代的标志是什么？ 答：其标志为陶器和农业的出现。 3.材料与试剂的主要区别是什么？ 答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质，而材料则一般可重复，持续使用，除了正常消耗，它不会不可逆的转变成别的物质。 4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？ 答：金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料。 5、简述材料化学的主要研究内容 结构：组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布 性能：材料固有的化学、物理及力学方面的性能 制备：将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程 应用 中国农业银行企业文化核心理念 一、中国农业银行使命 面向“三农”，服务城乡，回报股东，成就员工 二、中国农业银行愿景 建设城乡一体化的全能型国际金融企业 三、中国农业银行核心价值观 诚信立业，稳健行远 四、核心价值观指导下的相关理念 （一）经营理念：以市场为导向，以客户为中心，以效益为目标。 （二）管理理念：细节决定成败，合规创造价值，责任成就事业。 （三）服务理念：客户至上，始终如一。 （四）风险理念：违规就是风险，安全就是效益。 （五）人才理念：德才兼备，以德为本，尚贤用能，绩效为先。
中国农业银行企业文化核心理念简要释义 一、中国农业银行使命：面向“三农”，服务城乡，回报股东，成就员工 使命是中国农业银行开展全部活动的根本原因和终极责任的集中反映。中国农业银行致力为中国“三农”事业贡献力量，为最广大城乡客户提供优质金融产品与服务，为股东创造持续一流价值回报，为员工创造良好工作环境、搭建事业发展平台，着力实现与国家、社会、客户、股东以及员工等各利益相关方的和谐相处、繁荣共进。
一、填空题（共10 小题，每题2分，共计20分） 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料 和复合材料四大类。 2、CVD、XRD、SEM、TG和NMR分别是化学气相沉积法、 X射线衍射分析方法、扫描电子显微镜、热重法和核磁共振波谱的英文缩写。 3、现在研究表明，1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因 S、P 含量过高不耐低温，故在北海与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加 13％的Ni ，或者直接采用面心立方结构的铝合金或奥氏体不锈钢，该惨剧可能不会发生。 4、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 5、形状记忆效应实质上是在温度和应力作用下合金内部热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的宏观表现。 6、各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中最弱的键，而熔点和化学反应性则取决于化学键中最强的键。 7、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 8、复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相相，称为增强材料（或增强体）；两相之间存在着相界面。 9、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 10、非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。 二、名词解释（共 5小题，每题4分，共计20分） 1、合金：由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 2、奥氏体：碳溶解在g-Fe中的间隙固溶体。 3、固溶体：一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元 的晶格类型的固态晶体。 4、超塑性现象：金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚至是上百倍，既不出现缩颈，也不发 生断裂，呈现一种异常的延伸现象。 5、表面效应：表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅 度地变化，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子性质的变化。 三、判断题（共10 小题，每题1 分，共计10分） 1、超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。（×） 2、饱和性和无定向性是离子键的特点。（√） 3、要制得非晶态材料，最根本的条件是使熔体快速冷却，并冷却到材料的再结晶温度以下。（√） 4、组元是材料性能的决定性因素。（√） 5、如果只形成空位而不形成等量的间隙原子，这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。（×） 6、在晶态聚合物中，通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。（√） 7、非晶态金属材料不存在长程有序性，但能观察到晶粒的存在，存在近程有序性。（×） 8、空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。（×） 9、纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。（×） 10、定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。（√） 四、简答题（共5小题，每题 6 分，共计 30分）1、简述光纤的光导原理。光纤的作用是什么？如何使石英光纤内外层具有不同的折射率？ 答：光导原理：利用折射率较大的纤芯和折射率较小的包层之间折射率的差别，依靠全反射原理实现光信息传输。光纤的作用是将始端的入射光线传输到终端，利用光来传输信息和图像。在内纤芯石英中掺入GeO2、P2O5以提高其折射率，在外包层材料中掺入B2O3或F来降低其折射率。 2、举例说明金属材料与高分子改性的基本原理？ 答： 1.混合法则：在复合材料中，已知各组分材料的力学性能，物理性能的情况下，复合材料的力学性能和物理性能主要取决于组成复合材料的材料组分的体积的百分比（%）。 2.界面作用：复合材料的界面实质上是具有纳米级以上厚度的界面层，有的还会形成与增强材料和基体有明显差别的新相，称之为界面相。 3、简述高吸水性树脂的结构特征、吸水原理。 答：高吸水性树脂的结构特征： 1. 分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键； 2. 树脂具有交联结构； 3. 聚合物内部具有较高的离子浓度； 4. 聚合物具有较高的分子量 吸水原理： 阶段1：通过毛细管吸附和分散作用吸水，较慢。 阶段2：水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压,水份进一步渗入。 阶段3：随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零;而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。 4、从结构、处理技术、性能以及应用四方面说明特种纤维Kevlar－49被誉为“人造钢丝”的原因。答：结构上，Kevlar－49的大分子链由苯基和酰胺基构成，这种分子是比较僵直的，是刚性链，分子之间还存在氢键，这是Kevlar－49具有高强度和高模量的内在原因；技术上，采用了液晶纺丝技术和高温拉伸处理，使分子链排列彼此平行取向；性能上，Kevlar－49是一种相对密度小，高强度、高模量的理想的增强纤维；应用上，Kevlar－49可用来制作防弹背心、航天加压服及火箭壳体等。 5、聚合物分子量有何特点，其四种平均分子量有何关系？ 答：聚合物的分子量有两个特点，一是分子量大；二是分子量的多分散性；数均分子量小于重均分子量小于粘均分子量小于Z均分子量。 五、论述题。（共2小题，共计 20分） 1、某产品的开发团队想要解决一组能够在湿表面的粘合剂，该种粘合剂在汽车行业有应用前景。根 据上述问题提出粘合剂的解决方案。 答：要找到能够在湿表面起到黏结作用的粘合剂必须满足以下条件：（1）、具有一定的表面活性作用，能够被粘物表面的水分子置换或反应、吸收或混溶而被排除；（2）、能在水下对被粘表面良好润湿；（3）、胶黏剂遇水后保持稳定，不被水破坏，粘结固化后强度基本不随时间变化；（4）、可在水下条件完成固化，且能耐水浸泡 具体实施方案如下：设计一种水下环氧胶黏剂 水下固化剂（α-氰基丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类、多肽类等）+吸水性填料（氧化钙、膨润土、石膏粉、滑石粉、水泥等） 方法：810水下环氧固化剂+环氧树脂+纳米蒙脱土+滑石粉 其中加入纳米蒙脱土和滑石粉两种填料，利用两种填料的协同作用，由于滑石粉吸水作用和纳米粒子的强化作用，使其在水中的剪切强度随时间变化不大，呈现很好的稳定性，一般两种填料的比例为滑石粉：MMT=10:1（质量比）效果最佳。 2、有一则化妆品电视广告宣称其每半滴乳液包含100亿个水分子，请从材料化学的角度评价之？答：要点：1mol水含6.023×10^23个水分子，半滴乳液约0.5-1ml，其密度约为1g/ml，重约0.5-1g，含100亿个水分子，水含量约为1.6×10-14mol, 这样微量的水含量很容易达到，因此此广告纯属噱头。
环己烯的制备思考题 1、在粗制环己烯中加入精盐使水层达到饱和的目的何在？ 答：目的是降低环己烯在水中的溶解；加饱和食盐水的目的是尽可能的除去粗产品中的水分，有利于分层。 2、在蒸馏终止前，出现的阵阵白雾是什么？ 答：是浓磷酸由于反应物的减少而导致浓度增大而挥发的酸雾。 3、写出无水氯化钙吸水所起化学变化的反应式？为什么蒸馏前一定要将它过滤掉？答：CaCl2 +xH2O=CaCl 2?xH2O 常温下x 最大一般等于6。 蒸馏前若不将它过滤，会重新释放出H2O，使蒸馏产物中不可避免地混有少量水蒸气。 4、写出下列醇与浓硫酸进行脱水的反应产物。 a．3- 甲基-1-丁醇； b ．3- 甲基-2-丁醇； c ．3,3-二甲基-2-丁醇。 CH3 CH 3C=CHCH3 CH 3C=CHCH3 CH 3C=CCH3 CH3 CH3 CH3 补充： 1、用磷酸做脱水剂比用浓硫酸做脱水剂有什么优点？ 答：(1)磷酸的氧化性小于浓硫酸，不易使反应物碳化；(2)无刺激性气体SO2放出。 2、如果你的实验产率太低，试分析主要在哪些操作步骤中造成损失？ 答：(1)环己醇的粘度较大，尤其室温低时，量筒内的环己醇很难倒净而影响产率。(2)磷酸和环己醇混合不均，加热时产生碳化。(3)反应温度过高、馏出速度过快，使未反应的环己醇因于水形成共沸混合物或产物环己烯与水形成共沸混合物而影响产率。(4)干燥剂用量过多或干燥时间过短，致使最后蒸馏是前馏份增多而影响产率。 3、在环己烯制备实验中，为什么要控制分馏柱顶温度不超过73℃？ 答：因为反应中环己烯与水形成共沸混合物(沸点70.8℃，含水10 %)；环己醇与环己烯形成共沸混合物(沸点64.9℃，含环己醇30.5 %)；环己醇与水形成共沸混合物(沸点97.8℃,含水80 %)，因此，在加热时温度不可过高，蒸馏速度不易过快，以减少未反应的环己醇的蒸出。 4、当浓硫酸与环己醇混合时，为什么要充分摇匀？ 答：浓硫酸与环己醇混合时应要充分摇匀，以免加热时使环己醇局部炭。 5、如果经干燥后蒸出的环己烯仍然浑浊，是何原因？ 答：用无水氯化钙干燥的时间一般要在半个小时以上，并不时摇动。但实际实验中，由于时间关系，只能干燥5~10 分钟。因此，水可能没有除净的，在最后蒸馏时，会有较多的前馏分（环己烯和水的共沸物）蒸出，蒸出的环己烯会仍然浑浊。另外如果粗制品的最后一步蒸馏所用的仪器不干燥或干燥不彻底，则蒸出的产品将浑浊。 6、为什么蒸馏粗环已烯的装置要完全干燥？ 答：因为环已烯可以和水形成二元共沸物，如果蒸馏装置没有充分干燥而带水，在蒸馏时则
第二章 2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤，请说明： 1) 在用MgO 和32O Al 为反应物制备尖晶石42O MgAl 时，应该采用哪些方法加快 固相反应进行？ 2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时，人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉 淀法得到前体物，再于高温下反应制备所需产物，请说明原因。 3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法，请 说明“软化学”合成的主要含义，及其在固体化学和材料化学中所起的作用 和意义。 答： 1. 详见P6 A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积； B.扩大产物相的成核速率 C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。 2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段 固相反应中反应物颗粒较大，为了使扩散反应能够进行，就得使得反应温度 很高，并且机械的方法混合原料很难混合均匀。共沉淀法便是使得反应原料在高 温反映前就已经达到原子水平的混合，可大大的加快反应速度； 由于制备很多材料时，它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系，为了克 服这个限制，发展了溶胶-凝胶法，这个方法可以使反应物在原子水平上达到均 匀的混合，并且使用范围广。 3. P22 “软化学”即就是研究在温和的反应条件下，缓慢的反应进程中，采取迂回 步骤以制备有关材料的化学领域。 2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢，怎样才能加快反应速 率？ 答：P6 以MgO 和32O Al 反应生成42O MgAl 为例，反应的第一步是生成42O MgAl 晶核， 其晶核的生长是比较困难的，+2Mg 和+3Al 的扩散速率是反应速率的决速步，因 为扩散速率很慢，所以反应速率很慢，加快反应速率的方法见2.1（1）。 第三章 （张芬华整理） 3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc 型堆 积中原子的配位情况。 答：简单立方堆积、 6 立方密堆积、 12
1、什么是材料化学？其主要特点是什么？ 答：材料化学是与材料相关的化学学科的一个分支，是与材料的结构、性质、制备及应用相关的化学。材料化学的主要特点是跨学科性和实践性 2、一些物理量在元素周期表中规律， 答：电离势同一周期的主族元素从左到右增大，稀有气体最大；同一周期的副族元素从左到右略有增加。同一主族，从上到下减小；同一副族从上到下呈无规则变化。电子亲和势同周期从左到右大体上增加，同族元素变化不大。电负性同周期从左到右变大，同主族从上到下减小。 材料中的结合键有哪几种？各自的特点如何？对材料的特性有何影响？ 3、原子间结合键有哪些，怎么分类？ 答：依据键的强弱可分为主价键和次价键。主价键是指两个或多个原子之间通过电子转移或电子共享而形成的键合，即化学键；主要包括离子键、共价键和金属键。次价键如范德华键是一种弱的键合力，是物理键，氢键也是次价键。 4、谈谈化学锈蚀和电化学锈蚀的各自特点和机理。 答：化学锈蚀是指金属与非电解质接触时，介质中的分子被金属表面所吸附并分解成原子，然后与金属原子化合，生成锈蚀产物。可以利用致密氧化膜的保护特性。电化学锈蚀原理与金属原电池的原理相同。即当两种金属在电解质溶液中构成原电池时，作为原电池负极的金属就会被锈蚀。在金属材料上外加较活泼的金属作为阳极，而金属材料作为阴极，电化学腐蚀时阳极被腐蚀金属材料主体得以保护。 5、如何防止或减轻高分子材料的老化？ 答：在制造成品时通常都要加入适当的抗氧化剂和光稳定剂（光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂）可提高其抗氧化能力。 6、试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈?
答：铝在空气中可以生成致密得氧化物膜，阻止与空气得进一步接触，所以不易生锈；铁在空气中生成疏松得氧化物膜，不能隔绝空气，特别是铁在潮湿得空气中能够发生电化学反应，因此加大了锈蚀，所以铁较易生锈。 7、谈谈热膨胀系数相关知识。 答：热膨胀系数分线膨胀系数和体膨胀系数。不同材料的膨胀系数不同。金属和无机非金属的膨胀系数较小，聚合物材料的膨胀系数较大。因素分析：原子间结合键越强，热胖胀系数越小，结合键越弱则热膨胀系数较大；材料的结构组织对其热膨胀系数也有影响，结构致密的固体，膨胀系数大。 8、用什么方式是半导体变为导体？ 答：升高温度，电子激发到空带的机会越大，因而电导率越高，这类半导体称为本征半导体。另一类半导体通过掺杂使电子结构发生变化而制备的称为非本征半导体。 9、用能带理论说明什么是导体、半导体和绝缘体。 答：导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。半导体：价带全满，禁带宽度在之间，此时，电子可以通过吸收能量而实现跃迁。绝缘体：价带全满，禁带宽度大于5eV，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁。 10、光颜色的影响因素？ 答：金属颜色取决于反射光的波长，无机非金属材料的颜色通常与吸收特性有关。引进在导带和价带之间产生能级的结构缺陷，可以影响离子材料和共价材料的颜色。 11、通过埃灵罕姆图解释为何碳在高温下可以用作金属氧化物还原剂？ 答：2C（s）+O2=2CO(s) 对于该反应式从图中可以看出，其温度越高，?G0的负值越大，其稳定性也就越高，即该反应中碳的还原性越强。 12、埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正，但反应C+O2=CO2的斜率为0，反应2C+O2=2CO的斜率为负，请解释原因。 答：△G0=△H0-T△S0，?G0与温度T关系式的斜率为-△S0 对于反应C+O2=CO2，氧化过程气体数目不变，则?S0=0, (-?S0)=0，斜率为零。 对于反应2C+O2=2CO，氧化过程气体数目增加，则?S0>0, (- ?S0)<0，斜率为负。 13、水热法之考点 答：是指在高压釜中，通过对反应体系加热加压（或自生蒸汽压），创造一个相对高温高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解而达到过饱和、进而析出晶体的方法。利用水热法在较低的温度下实现单晶的生长，避免了晶体相变引起的物理缺。 14、化学气相沉积法之考点 答：优点：沉积速度高，可获得厚涂层；沉积的涂层对对底材有良好的附着性；真空密封性良好；在低温下可镀上高熔点材料镀层；晶粒大小和微结构可控制；设备简单、经济。缺点：不适合与低耐热性工件镀膜；反应需要挥发物不适用一般可电镀金属；需要可形成稳定固体化合物的化学反应；反应释放剧毒物质，需要封闭系统；反应物使用率低且某些反应物价格昂贵。 15、输运法作用 答：可用于材料的提纯、单晶的气相生长和薄膜的气相沉积等，也可用于新化合物的合成。 16、溶胶—凝胶法的原理以及优缺点是什么？ 答：溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶 优点：（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实
中南大学考试试卷 200 -- 200 学年上学期时间110分钟 材料化学原理课程 64 学时 4学分考试形式：闭卷 专业年级：材化班总分100分，占总评成绩70% 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、名词解释（16分，每题4分） 1、晶界偏析 在平衡条件下，溶质原子（离子）在晶界处浓度偏离平均浓度（2分）。由于晶界结构缺陷比晶内多，溶质原子（离子）处于晶内的能量比处在晶界的能量高，因此，通过偏析使系统能量降低（2分）。 2、重构性相变 重构性相变过程伴随有化学键的破坏与生成，原子重新排列，需激活能大（4分）。 3、均匀形核 组成一定，熔体均匀一相，在T0温度下析晶，发生在整个熔体内部，析出物质组成与熔体一致（4分）。 4、二次再结晶 正常晶粒生长由于气孔、二次相粒子等阻碍而停止时，在均匀基相中少数大晶粒在界面能作用下向邻近小晶粒曲率中心推进，而使大晶粒成为二次再结晶的核心，晶粒迅速长大（4分）。 二、填空题（36分，每题4分） 1、固相烧结初期的扩散传质机理主要有表面扩散、晶格扩散、界面扩散、蒸发-凝聚，其中蒸发-凝聚对烧结致密化没有影响，只是改变晶粒的表面形貌。（每空1分） 2、金属或合金形成抗氧化性膜的基本条件有P-B比大于1、良好的化学稳定性 有一定的强度和塑性。（第一空2分，其余两空各1分） 3、在MgO中添加少量Al2O3(摩尔分数为x)形成置换固溶体，其 分子简式为 O V Al Mg x 2 1 (Mg) x x 2 3 1 其密度随掺杂量x的增大而减少（增大、 减少或不变）。（每空2分） 4、材料实际表面有_扩散层_____、_加工层、_氧化层_____、 锈蚀和灰尘等______、_污垢层等几层。（每空1分） 5、电极电位越高，越__易____得电子，__氧化____能力越强。 （每空2分） 6、试列举出三种表面处理方法_电镀_____、__化学镀____、_ 化学转化膜_____。（每空1.5分）
环己烯的制备 一、实验目的 1、学习、掌握由环己醇制备环己烯的原理及方法。 2、了解分馏的原理及实验操作。 3、练习并掌握蒸馏、分液、干燥等实验操作方法。 二、实验原理 OH 85%H 3PO 4+ H 2O OH 85%H 3PO 4 2 O + H 2O 主反应副反应 主反应为可逆反应，本实验采用的措施是：边反应边蒸出反应生成的环己烯和水形成的二元共沸物（沸点70.8℃，含水10%）。但是原料环己醇也能和水形成二元共沸物（沸点97.8℃，含水80%）。为了使产物以共沸物的形式蒸出反应体系，而又不夹带原料环己醇，本实验采用分馏装置，并控制柱顶温度不超过90℃。 反应采用85%的磷酸为催化剂，而不用浓硫酸作催化剂，是因为磷酸氧化能力较硫酸弱得多，减少了氧化副反应。 分馏的原理就是让上升的蒸汽和下降的冷凝液在分馏柱中进行多次热交换，相当于在分馏柱中进行多次蒸馏，从而使低沸点的物质不断上升、被蒸出；高沸点的物质不断地被冷凝、下降、流回加热容器中；结果将沸点不同的物质分离。详细的原理参见P88－89。 三、实验药品及物理常数 药品名称 分子量 (mol wt) 用 量 (ml 、g 、mol) 熔点 (℃) 沸点 (℃) 比重 (d 420) 水溶解度 (g/100ml) 环己醇 100.16 10ml （0.096mol ） 25.2 161 0.9624 稍溶于水 环己烯 82.14 83.19 0.8098 不溶于水 85%磷酸 98 5ml （0.08mol ） 42.35 1.834 易溶于水 其它药品 饱和食盐水、无水氯化钙
四、实验装置图 圆底烧瓶 刺形分馏柱 温度计 直形冷凝管 接引管 锥形瓶 蒸馏头 水浴 温度计 直形冷凝管 接引管 锥形瓶 图1 反应装置图2 蒸馏装置 图3 分液漏斗 五、实验流程图 10ml 环己醇5ml85%加样品摇匀 安装好仪器 加热反应分馏柱顶＜90分去水层 粗产品无水等体积饱和食盐水洗涤 至出现白雾停止蒸馏 干燥 收集80－85度馏分产品称重，计算产率。 CaCl 2H 3PO 4 几粒沸石 ℃ 水浴蒸馏 六、实验步骤 在50毫升干燥的圆底（或茄形）烧瓶中，放入10ml 环己醇(9.6g ，0.096mol)、5ml85%磷酸，充分振摇、混合均匀。投入几粒沸石，按图1安装反应装置，用锥形瓶作接受器。 将烧瓶在石棉网上用小火慢慢加热，控制加热速度使分馏柱上端的温度不要超过90℃，馏出液为带水的混合物。当烧瓶中只剩下很少量的残液并出现阵阵白雾时，即可停止蒸馏。全部蒸馏时间约需40min 。 将蒸馏液分去水层，加入等体积的饱和食盐水，充分振摇后静止分层，分去水层（洗涤微量的酸，产品在哪一层？）。将下层水溶液自漏斗下端活塞放出、上层的粗产物自漏斗的上口倒入干燥的小锥形瓶中，加入１－２克无水氯化钙干燥。 将干燥后的产物滤入干燥的梨形蒸馏瓶中，加入几粒沸石，用水浴加热蒸馏。收集80－８５℃的馏分于一已称重的干燥小锥形瓶中。产量4－5g 。 本实验约需4h 。 七、注意事项 1、环己醇在常温下是粘碉状液体，因而若用量筒量取时应注意转移中的损失。所以，取样时，最好先取环己醇，后取磷酸。 2、环己醇与磷酸应充分混合，否则在加热过程中可能会局部碳化，使溶液变黑。 3、安装仪器的顺序是从下到上，从左到右。十字头应口向上。 4、由于反应中环己烯与水形成共沸物(沸点70.8℃，含水l0％)；环己醇也能与水形成共沸物(沸点97.8℃,含水80％)。因比在加热时温度不可过高，蒸馏速度不宜太快，以减少末作用的环己醇蒸出。文献要求柱顶控制在73℃左右，但反应速度太慢。本实验为了加快蒸出
材料化学课后习题答案 P 42 :四(1)(2)(3) P 69 :二、三(1)(2) P 90 : 5 P 133：二、三(1)(2) P l99：—、二二 P 222: 一、 三(1) P 236： 、 - 二 .专业：应用化学14-1 学号： 姓名：丁大林 第二章化学基础知识 一. 填空题 1. 热力学第三定律的具体表述为 纯物质完美晶体在0 K 时 的熵值为零 ，数学表达式为S*(完 美晶体，0 K)=0 J —K 1。 运］=_包］、僵］=爸 \ V S \ :S V \ V T \: T V 4. 理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降 、凝固点降低、沸点升高、渗透压的量值均 与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。 5. 人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液 -气、固-气、固- 液、液-液、固-固界面，通常把固-气界面、 液-气界面称为表面。 6. 表面张力一般随温度和压力的增加而降低，且 c 金属键＞ c 离子键＞ c 极性共价键＞ c 非极性共价键。 2.麦克斯韦关系式为 3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为 % =G B 7. 按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电极）、第二类电极（金属-难溶盐电极）、氧化还原电极三类。 8. 相律是描述相平衡系统中自由度、组分数、相数之间关系的法则。其有多种形式，其中最基本的是吉布斯相律，其通式为 f =c- p+2。 二?名词解释 1. 拉乌尔定律：气液平衡时稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气压P A等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压P A与溶液中溶剂的摩尔分数X A的乘积，该定律称为拉乌尔定律。 2. 亨利定律：在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质B在平衡气相中的分压P B与其在平衡液相中的 摩尔分数X B成正比，该定律称为亨利定律。 3. 基元反应：化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。 4. 质量作用定律：基元反应速率与反应中各反应物浓度的幕乘积成正比，这一规律称为基元反应的 质量作用定律。 5. 稳态近似处理：假定中间物浓度不随时间而改变的处理方法。 6. 极化：当电化学系统中有电流通过时，两个电极上的实际电极电势将偏离其平衡电势e，这种现 象称为电极的极化。 7. 相图：又称平衡状态图，用几何（图解）的方式来描述处于平衡状态时，物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。 三?简答题 —-. -_ 1. 简述什么是亚稳状态，其形成原因及在生产中应如何处理。 答：1）是一种热力学不稳定状态，但在一定条件下能长期存在，称为亚稳状态。 2）形成原因：新相难于形成。 3）生产中遇到亚稳态有时需要保护，有时需要破坏，如非晶体材料制备就是将材料高温熔融后迅 速冷却，使晶格排列长程无序，从而形成非晶态亚稳结构，使材料的耐腐蚀性能力和力学性能得以提高。金属退火处理是为了消除淬火等处理所产生的一些不平衡相，使材料的内部组织重新达到平衡状态。 2. 简述物理吸附与化学吸附的区别。 项目物理吸附化学吸附 吸附力分子间力化学键力 吸附分子层多分子层或单分子层单分子层 吸附温度低高 吸附热小大 吸附速率快慢 吸附选择性无或很差有 3. 简述热分析法绘制相图的步骤。 答：先将样品加热成液态，然后另其缓慢而均匀地冷却，记录冷却过程中系统在不同时刻的温度数据，以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制温度-时间曲线，即冷却曲线（或称步冷曲线）。由若干条组成不同的冷却曲线可绘制出相图。 四.计算题” 1. 计算压力为100kPa, 298K及1400K时如下反应CaCOs）=CaO（s）+CO2（g）的△?*，判断在此两温度下反应的自发性，估算该反应可以自发进行的最低温度。 解: r G：298K - -RTI nK，--RTI n j 与一8.314 298 " !囂=0
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