无机材料科学基础综合测试3.docx

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1、测试三一、名词解释（每小题3分，共18分）1. 同质多晶现象2. 静电键强度3. 非均态核化4. 结构驰豫5. 重构表面6. 不一致熔融化合物二、填空（每小题2分，共20分）1. 在O2-作面心立方密堆积的晶体中，为获得稳定结构，正离子将所有八面体空隙均填满的晶体有_；填满一半四面体空隙的晶体有_ （请各举一例）。它们分别属 和型结构。2. 反尖晶石的表达式可写成，其中填入的四面体空隙，填充的八面体空隙，单位结构内含有个分子数。3. 下列硅酸盐晶体矿物：CaAlSiO、KAl AlSi O （OH）、Be Al Si O 、CaMg Si O （OH）分别属于一、一、一和一结构。22 823

2、102326 18254 1124. 已知MgO晶体的肖特基缺陷生成能为6ev,则该晶体在1600C时的空位浓度为。5. 加ThF,到CaF2中形成间隙型固溶体，则缺陷反应方程式为，固溶体分子式为。6. 化合物TiO2_x由于在组成上偏离化学计量而产生的晶格缺陷是，属于型非化学计量化合物，应在 气氛下形成。7. 晶体线缺陷中，位错线与滑移方向平行的是，用符号表示，产生原因为。8. 粘土粒子破键引起的荷电与介质的pH值有关，高岭土在酸性介质中边棱带 电荷；在碱性介质中边棱带 电荷。9. 一种玻璃的摩尔组成为30mol%NaO 10mol%AlO 60mol%SiO，则四个基本结构参数分别为Z=，

3、R=，X =22 32， Y=。10. 三种典型离子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分别为1.3X10fJ/m2、9.0X10-J/m2、25.0 X 10-5J/m2，由此可以预计这三种化合物的表面双电层厚度的大小次序为。三、选择（每小题2分，共22分）1. 三元系统相图中，若存在n条边界曲线，则此系统相图中能连接出的连结线数目必是A. (n-1)条B. n条C. (n+1)条 D.数目不定2. 在n个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在的八面体空隙数为A. 个B. 个C. n个D. 2n个3. 某离子分合物的正、负离子半径在rj r-=0.562,则正离子的配位数为A. 3

4、B. 4C. 6D. 84. 萤石应。）晶体结构中，所有C作面心立方密堆积，F-填充A. 全部四面体空隙B. 全部八面体空隙C. 四面体空隙5.A. 4 个 Ti4+，2 个 Ca2+B. 4 个 Ca2+, 2 个 Ti4+D. 八面体空隙钙钛矿（CaTiO）结构中，正、负离子配位数Ca ： Ti ： 0=12 ： 6 ： 6,其中与每个O2-配位的正离子为3D. 6 个 Ca2+C. 3 个 Ca2+, 3 个 Ti4+6.在Al2O3中掺入0.5mol%Ni0和0.02mol%Cr 0所制成的金黄色人造黄玉，经分析认为是形成了置换型固溶体，于是此人造黄玉的化学式可写成A.1.9946叫.

5、。05气.。002 02.9975B. Al Ni Cr O1.99480.0050.0004 3C. Al Ni Cr O1.99460.0050.0004 2.9975D. Al Ni Cr O1.99480.0050.0002 37. 若有一个变价金属氧化物M0,在还原性气氛下形成缺氧型非化学计量化合物，金属正离子M和氧离子数之比为M:O=1.1 ： 1，则：其化学式为A. MO091B. M11OC. MO089D. MO118. 多种聚合程度不等的负离子团同时并存而不是一种独存，是硅酸盐熔体结构远程无序的实质。当熔体的组成不变时，熔体中各级聚合体的数量与温度 的关系是：温度升高，A.

6、 高聚体的数量多于低聚体的数量B. 高聚体的数量少于低聚体的数量C. 高聚体的数量增加D. 高聚体的数量减少9. 在简单碱金属硅酸盐熔体R2O-S1O2中，正离子R+的含量对熔体的粘度颇具影响当R2O含量较高，即O/Si比值较大时，降低粘度的次序为：K+Na+Li+, 这是因为A. KO引入的游离氧最多，则降低粘度的作用最大2B. SiO连接方式已接近岛状，四面体基本上靠R-O键相连，R+半径越大，R-O键力越弱4C. 因rLi+rNa+ PbF2 CaF2三、选择（每小题2分，共20分）1. 三元系统相图中，若存在n条边界曲线，则此系统相图中能连接出的连结线数目必是（B）A. （n-1）条B

7、. n条C. （n+1）条D.数目不定2. 在几个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在的八面体空隙数为（C）63A. 个B. 个C. n个D. 2n个3. 某离子分合物的正、负离子半径在门七=0.573,则正离子的配位数为（C）A. 3B. 4C. 6D. 84. 萤石（Ca晶体结构中，所有Cw.作面心立方密堆积，F-填充（A）A.全部四面体空隙B.全部八面体空隙 C.四面体空隙D. 八面体空隙5.6,其中与每个O2-配位的正离子为（B）钙钛矿（CaTiO）结构中，正、负离子配位数Ca ： Ti ： 0=12 : 6 :3A. 4 个 Ti4+，2 个 Ca2+B. 4 个 Ca2, 2

8、个 Ti4,C. 3 个 Ca2+, 3 个 Ti4+D. 6 个 Ca2+6,在Al2O3中掺入0.5mol%NiO和0.02mol%Cr2O3所制成的金黄色人造黄玉，经分析认为是形成了置换型固溶体，于是此人造黄玉的化学式可写成（C）A. Al Ni Cr OB. Al Ni Cr O1.99460.0050.0002 2.99751.99480.0050.0004 3C. Al Ni Cr OD. Al Ni Cr O1.99460.0050.0004 2.99751.99480.0050.0002 37. 若有一个变价金属氧化物MO,在还原性气氛下形成缺氧型非化学计量化合物，金属正离子M

9、和氧离子数之比为M:O=1.1：1,则：其化学式为（A）A. MO0.91B. M1 1OC. MO0.89D. MO8. 多种聚合程度不等的负离子团同时并存而不是一种独存，是硅酸盐熔体结构远程无序的实质。当熔体的组成不变时，熔体中各级聚合体的数量与温度的关系是：温度升高（D）A.高聚体的数量多于低聚体的数量B.高聚体的数量少于低聚体的数量C.高聚体的数量增加D.高聚体的数量减少9. 在简单碱金属硅酸盐熔体R2OSiO2中，正离子R+的含量对熔体的粘度颇具影响当R2O含量较高，即O/Si比值较大时，降低粘度的次序为：K+Na+Li+, 这是因为（B）A. KO引入的游离氧最多，则降低粘度的作用

10、最大2B. SiO4连接方式已接近岛状，四面体基本上靠RO键相连，R+半径越大，RO键力越弱C. 因七疽睥 y翌C.四、计算与问答（共40分）1. 氯化艳（CsCl）结构中，已知离子半径：Cs+为0.182nm，Cl-为0.155nm；原子量：Cs为132.91，Cl为35.45。1）请计算球状离子所占据的空间分数 （即空间利用率）；2） CsCl晶体的密度。假设Cs+离子和Cl-离子沿立方对角线接触。（10分）2普十咯）昵*1疗）=溢亦Ik%+W-(Y)APC 二 4二 69.36%【解】1329 + 35,45明T . = 4.7487g/cra36,Q23xlQ23x(Q339xlQ-T

11、)32. 图1为AlO料浆Z电位和粘度与pH值的关系，请分析该实验结果并说明在实际AlO陶瓷生产中的意义。（12分）2 32 3图1【解】从图1可见，当pH从115时，料浆Z电位出现两次最大值。pH=3时，Z电位=+183mV； pH=12时，Z电位=70.4mV。对应于Z电位最大值时， 料浆粘度最低。而且在酸性介质中料浆粘度更低。原因：AlO为水溶性两性氧化物，在酸性介质中例如加入HCl, AlO呈碱性，其反应如下:2323+ 5HC1T 2AIC13 + 3 HQA1C13 + H2O O A1C12OH + HClAlClOH + H3O OA1C1(OH)3 + HC1Al O在酸性介

12、质中生成AlCl +、AlCL+和OH-离子，Al O胶粒优先吸附含铅的AlCL+和AlCl +离子，使Al O成为一个带正电的胶粒，然后吸附OH-而形成 23223223一个庞大的胶团如图3 （8）示。当pH较低时，即HCl浓度增加，液体中Cl-增多而逐渐进入吸附层取代OH-。由于Cl-的水化能力比OH-强，Cl-水化膜厚，因 此Cl-进入吸附层的个数减少而留在扩散层的数量增加，致使胶粒正电荷升高和扩散层增厚，结果导致胶粒Z电位升高。料浆粘度降低。如果介质pH再降低， 由于大量Cl-压入吸附层，致使胶粒正电荷降低和扩散层变薄，Z电位随之下降。料浆粘度升高。在碱性介质中例如加入NaOH，AlO

13、呈酸性，其反应如下:Aig 十 2 NaOH O 2 NaA103 十 H30N汕 J 0 Mm* + 址这时A12O3胶料优先吸附Al。厂使胶粒带负电，然后吸附Na+形成一个胶团，这个胶团同样随介质pH变化而有Z电位的升高或降低，导致料浆粘度的降低 和增高。A12O3陶瓷生产中应用此原理来调节A12O3料浆的pH值，使之悬浮或聚沉。3. 图2为ABC三元系统相图。（1）说明化合物D1、D2和D3的性质；（2）划分副三角形，判断各三元无变量点E、F、G、H、I的性质，并写出相平衡方程;（3）用箭头标出DABC边上及各界线上的温降方向，并判断各界线性质；（4）写出组成为M熔体的析晶过程相平衡表达

14、式，并计算液相组成点刚达到结晶结束 点时所存在的各相的百分含量（用线段表示）；（5）请画出AB、BC、AC二元系统相图，并注明各相区。（18分）【解】1） D1为不一致熔融二元化合物，D2为一致熔融二元化合物D3为不一致熔融三元化合物（3分）2）如图划分副三角形，可得：E为低共熔点，A+D3+CF为低共熔点，匕A+D3+D1G为低共熔点，L。B+D3+D1H为单转熔点，Lh+D2D3+BI为单转熔点，Li+CD2+D3 （5分）3）DABC边上及各界线上的温降方向如图所示，其中EI和S%为转熔线，有:EI： Lei+CD3Se1： Le+AD1（2 分）4） M熔体的结晶路线如图所示，析晶过程相平衡表达式为：（3分）当液相组成点刚达到结晶结束点G时，有:1x100%液相量 =GM fB固相D.% =xlOO%GM7固相B量=（2分）