2025年中職材料工程技術(shù)（材料制備實(shí)操）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.在材料制備實(shí)操中，對(duì)于原料的預(yù)處理，以下哪種操作是錯(cuò)誤的？A.將塊狀原料直接投入反應(yīng)釜B.對(duì)潮濕原料進(jìn)行烘干處理C.篩選出符合粒度要求的原料D.對(duì)有雜質(zhì)的原料進(jìn)行提純2.材料制備過程中，控制反應(yīng)溫度的關(guān)鍵作用不包括以下哪一項(xiàng)？A.影響反應(yīng)速率B.決定產(chǎn)物的晶型C.改變?cè)系念伾獶.影響產(chǎn)物的純度3.關(guān)于攪拌在材料制備中的作用，說法不正確的是？A.使原料充分混合B.加速熱量傳遞C.防止產(chǎn)物沉淀D.提高反應(yīng)釜的抗壓能力4.以下哪種材料制備方法屬于物理方法？A.化學(xué)沉淀法B.高溫煅燒法C.機(jī)械球磨法D.溶膠-凝膠法5.在材料制備實(shí)操中，對(duì)于反應(yīng)時(shí)間的控制，主要依據(jù)是？A.原料的價(jià)格B.反應(yīng)釜的大小C.預(yù)期產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量D.實(shí)驗(yàn)室的采光條件6.制備陶瓷材料時(shí)，常用的添加劑作用不包括？A.改善材料的燒結(jié)性能B.降低生產(chǎn)成本C.控制晶粒生長(zhǎng)D.提高材料的機(jī)械性能7.材料制備過程中，對(duì)反應(yīng)氣氛的選擇，主要考慮因素不包括？A.原料的性質(zhì)B.產(chǎn)物的性能要求C.反應(yīng)釜的材質(zhì)D.反應(yīng)的難易程度8.對(duì)于金屬材料制備，熔煉過程中除氣的目的是？A.增加金屬的硬度B.提高金屬的導(dǎo)電性C.改善金屬的純度D.降低金屬的熔點(diǎn)9.在復(fù)合材料制備實(shí)操中，增強(qiáng)體與基體的結(jié)合方式不包括？A.機(jī)械結(jié)合B.化學(xué)結(jié)合C.物理吸附D.生物融合10.材料制備后進(jìn)行表征分析時(shí)，X射線衍射主要用于確定？A.材料的密度B.材料的晶體結(jié)構(gòu)C.材料的表面形貌D.材料的化學(xué)成分第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。請(qǐng)將答案填寫在題中的橫線上。1.材料制備過程中，原料的純度直接影響產(chǎn)物的______。2.常用的加熱設(shè)備有______、______等。3.在材料制備實(shí)操中，過濾操作常用的儀器有______、______。4.制備納米材料時(shí)，常用的方法有______、______等。5.材料制備過程中的質(zhì)量控制包括對(duì)______、______等方面的監(jiān)控。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每題5分。簡(jiǎn)要回答問題。1.簡(jiǎn)述材料制備中預(yù)處理原料的重要性。2.說明攪拌在材料制備反應(yīng)中的主要作用原理。3.材料制備過程中如何選擇合適的反應(yīng)氣氛？4.簡(jiǎn)述復(fù)合材料制備中增強(qiáng)體的作用。四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某材料制備實(shí)驗(yàn)中，研究人員采用化學(xué)沉淀法制備一種新型催化劑材料。首先將一定量的金屬鹽溶液混合，然后加入沉淀劑，在攪拌條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)過程中控制溫度在80℃，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。經(jīng)過過濾分離、洗滌、干燥等操作后得到催化劑樣品。對(duì)樣品進(jìn)行表征分析，發(fā)現(xiàn)其催化活性與預(yù)期有一定差距。問題1：請(qǐng)分析可能導(dǎo)致催化活性未達(dá)預(yù)期的原因。（5分）問題2：針對(duì)可能的原因，提出改進(jìn)措施。（5分）問題3：若要提高該催化劑材料的穩(wěn)定性，可采取哪些方法？（5分）五、方案設(shè)計(jì)題（共15分）答題要求：根據(jù)給定的材料制備目標(biāo)，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的制備方案。材料：制備一種高性能的鋰離子電池正極材料LiCoO?。要求：寫出制備過程中涉及的主要原料、反應(yīng)條件、制備步驟以及可能需要的設(shè)備等。答案：第I卷答案1.A2.C3.D4.C5.C6.B7.C8.C9.D10.B第II卷答案二、填空題1.性能2.電爐、馬弗爐3.漏斗、濾紙4.溶膠-凝膠法、水熱法5.原料質(zhì)量、制備過程參數(shù)三、簡(jiǎn)答題1.預(yù)處理原料可去除雜質(zhì)，提高原料純度，保證產(chǎn)物質(zhì)量；使原料粒度、形狀等符合反應(yīng)要求，利于反應(yīng)進(jìn)行；還能改善原料的物理和化學(xué)性質(zhì)，如活性等，從而提升材料制備的效果和效率。2.攪拌使原料充分混合，增大反應(yīng)物分子間的碰撞幾率，加快反應(yīng)速率；能使熱量均勻傳遞，避免局部過熱或過冷，保證反應(yīng)體系溫度均勻；防止產(chǎn)物在局部過度聚集沉淀，使反應(yīng)體系更均勻，有利于產(chǎn)物的生成和生長(zhǎng)。3.根據(jù)原料性質(zhì)選擇，如易氧化的原料需在惰性氣氛中反應(yīng)；依據(jù)產(chǎn)物性能要求，如制備具有特定晶體結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，選擇合適氣氛促進(jìn)或抑制某種晶型生長(zhǎng)；考慮反應(yīng)的難易程度，合適氣氛可降低反應(yīng)活化能，使反應(yīng)更順利進(jìn)行。4.增強(qiáng)體可顯著提高復(fù)合材料的強(qiáng)度、模量等力學(xué)性能；改善復(fù)合材料的物理性能，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等；還能賦予復(fù)合材料一些特殊性能，如耐高溫、耐腐蝕等，拓展材料的應(yīng)用范圍。四、材料分析題1.可能原因：原料純度不夠，含有雜質(zhì)影響催化活性；反應(yīng)溫度控制不準(zhǔn)確，未達(dá)到最佳反應(yīng)溫度；反應(yīng)時(shí)間不足，反應(yīng)未充分進(jìn)行；攪拌不均勻，導(dǎo)致局部反應(yīng)差異；沉淀劑選擇或用量不當(dāng)。2.改進(jìn)措施：重新提純?cè)希_保高純度；精確控制溫度，可采用更精確的控溫設(shè)備；適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，觀察活性變化；優(yōu)化攪拌方式或強(qiáng)度，保證均勻混合；調(diào)整沉淀劑選擇和用量，通過實(shí)驗(yàn)確定最佳值。3.可采取的方法：對(duì)材料進(jìn)行表面包覆處理，如包覆一層穩(wěn)定的氧化物；通過摻雜其他元素，形成固溶體提高穩(wěn)定性；控制材料的晶體結(jié)構(gòu)和粒徑，使其更穩(wěn)定；在制備過程中添加穩(wěn)定劑，改善材料的化學(xué)穩(wěn)