无机合成与制备化学试卷和答案.doc

一名词解释
1,水热与溶剂热合成: 水热与溶剂热合成是指在一定温度(100～1 000 ℃) 和压强(1～100 MPa) 条件下利用溶液中物质化学反应所进行的合成。
2压电效应: 某些电介晶体在外力作用下发生形变时，它的某些表面上会出现电荷积累 。
3电极电位:在任一电解质溶液中侵入同一金属的电极，在金属和溶液间即产生电位差，称为电极电位。
4溶胶：大小为1-100nm的固体粒子分散在分散介质中所构成的分散体系。
5熔盐电解：利用电能加热并能转化为化学能，将某些金属的盐类熔融电解的过程。
6 CVD
二填空题
1高温高压下水热反应具有三个特征：第一是使重要离子间的反应加速;第二是使水解反应加
剧;第三是使其氧化还原电势发生明显变化
2高温高压下水的性质将发生以下变化，分别是① 蒸气压变高,② 密度变低,③ 表面张力变低,④ 粘度变低,⑤ 离子积变高。
3超临界水的性质具有如下特点① 完全溶解有机物;② 完全溶解空气或氧气;
③ 完全溶解气相反应的产物和④ 对无机物溶解度不高
4影响超电位的因素有电极材料、析出物质的形态、电流密度。
5溶胶按照胶粒的大小可以分为 粗分散系、胶体分散系、分子分散系。
6纳米材料表面效应分别为 表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。
三判断题
1、 石英具有压电效应而氧化锌不具有压电效应（错）
2、 熔盐电解常常用来制备稀土金属（对）
四、简答题
1、无机材料制备的几个基本问题有哪些？
答：1、现代无机合成化学的研究对象与内容；2、无机合成化学与反应规律问题；3、无机合成中的实验技术和方法问题；4、无机合成中的分离问题；5、无机合成中的结构鉴定和表征问题。
2、简要列出无机材料合成中的若干个前沿问题。
答：仿生合成、设计与定向合成-无机多孔晶体材料
3、水热与溶剂热合成化学的特点有哪些？
① 由于在水热与溶剂热条件下反应物反应性能的改变、活性的提高,水热与溶剂热合成方
法有可能代替固相反应以及难于进行的合成反应,并产生一系列新的合成方法。
② 由于在水热与溶剂热条件下中间态、介稳态以及特殊物相易于生成,因此能合成与开发
一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物。
③ 能够使低熔点化合物、高蒸气压且不能在融体中生成的物质、高温分解相在水热与溶剂
热低温条件下晶化生成。
④ 水热与溶剂热的低温、等压、溶液条件,有利于生长极少缺陷、取向好、完美的晶体,且合
成产物结晶度高以及易于控制产物晶体的粒度。
⑤ 由于易于调节水热与溶剂热条件下的环境气氛,因而有利于低价态、中间价态与特殊价
态化合物的生成,并能均匀地进行掺杂。
4、高温到压下水热反应体系水的作用有哪些？
第一是使重要离子间的反应加速;第二是使水解反应加
剧;第三是使其氧化还原电势发生明显变化
5、下图是水的相图，请指出各部分水的状态以及各分界线的名称

答：一气态、二液态、三固态；A蒸发线、B升华线、C熔化线
6、在电化学沉积的过程中，电解液的组成必须符合哪些要求？
①含有一定浓度的欲得金属的离子,并且性质稳定;②电导性能好;③具有适于在阴极析出金属的p H 值;④ 能出现金属收率好的电沉积状态; ⑤尽可能少地产生有毒和有害气体
7、采用熔盐电解的原因和优势是什么？
(1) 高温离子熔盐对其它物质具有非凡的溶解能力
(2) 熔盐中的离子浓度高、粘度低、扩散快和导电率大,从而使高温化学反应过程中传质、传热、传能速率快、效率高。
(3) 金属/ 熔盐离子 电极界面间的交换电流i°特高,达1～10 A/ c m2 (而金属/ 水溶液离子电极界面间的i°只有10 - 4 ～10 - 1 A/ c m2 ),使电解过程中的阳极氧化和阴极还原不仅可在高温高速下进行,而且所需能耗低;动力学迟缓过程引起的活化过电位和扩散过程引起的浓差过电位都较低;熔盐电解生产合金时往往伴随去极化现象。
(4) 常用熔盐溶剂,如碱(碱土)金属的氟(氯)化物的生成自由能负值很大,分解电压高,组成熔盐的阴阳离子在相当强的电场下比较稳定,这就使那些水溶液电解在阴极得不到金属(氢先析出)和在阳极得不到元素氟(氧先析出)的许多过程,可以用熔盐电解法来实现。
(5) 不少熔盐在一定温度范围内具有良好的热稳定性
(6) 熔盐的热容量大、贮热和导热性能好
(7) 某些熔盐耐辐射
(8) 熔盐的腐蚀性较强
8、醇盐电解制备溶胶的过程主要发生哪些反应？试以硅酸四乙酯为例进行说明，写出化学反应方程式
五、问答题
1、水热、溶剂热反应的基本类型有哪些？并用化学方程式举例说明
(1) 合成反应(2) 热处理反应(3) 转晶反应(4) 离子交换反应(5) 单晶培育(6) 脱水反应(7) 分解反应(8) 提取反应(9) 氧化反应(10) 沉淀反应(11) 晶化反应(12) 水解反应(13) 烧结反应(14) 反应烧结(15) 水热热压反应
2|、采用二氧化硅求为模板制备硅酸镁的步骤如下：0.75mmol氯化镁和10mmol氯化铵溶解在30ml去离子水中，并加入1ml氨水，同时，0.1g二氧化硅球均匀分散在20ml去离子水中，将以上两种溶液混合后放入反应釜中140度反应12h可以得到微纳结构硅酸镁空心球，如下图所示，试描述其反应机理，并写出必要的化学反应方程式。

3、 电极上产生超电压的原因是什么？
4、 电化学方法制备多孔氧化铝膜板，如下图所示，是写出阳极发生的电极反应。

5、 试述沸石多孔材料的主要结构特征及应用。
六、计算题
将下列反应组成原电池（温度为298.15k）；