⑴ 高中所有的化学实验仪器 及作用
化学实验－基本操作部分
1：常用的仪器（仪器名称不能写错别字）
A：不能加热：量筒、集气瓶、漏斗、温度计、滴瓶、表面皿、广口瓶、细口瓶等
B：能直接加热：试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙
C：间接加热：烧杯、烧瓶、锥形瓶
（1）试管 常用做①少量试剂的反应容器②也可用做收集少量气体的容器③或用于装置成小型气体的发生器
（2）烧杯 主要用于①溶解固体物质、配制溶液，以及溶液的稀释、浓缩②也可用做较大量的物质间的反应
（3）烧瓶----有圆底烧瓶，平底烧瓶
①常用做较大量的液体间的反应②也可用做装置气体发生器
（4）锥形瓶 常用于①加热液体，②也可用于装置气体发生器和洗瓶器③也可用于滴定中的受滴容器。
（5）蒸发皿 通常用于溶液的浓缩或蒸干。
（6）胶头滴管 用于移取和滴加少量液体。
注意： ①使用时胶头在上，管口在下（防止液体试剂进入胶头而使胶头受腐蚀或将胶头里的杂质带进试液 ②滴管管口不能伸入受滴容器（防止滴管沾上其他试剂） ③用过后应立即洗涤干净并插在洁净的试管内，未经洗涤的滴管严禁吸取别的试剂 ④滴瓶上的滴管必须与滴瓶配套使用
（7）量筒 用于量取一定量体积液体的仪器。
不能①在量筒内稀释或配制溶液，决不能对量筒加热 。
也不能②在量筒里进行化学反应
注意： 在量液体时，要根据所量的体积来选择大小恰当的量筒（否则会造成较大的误差），读数时应将量筒垂直平稳放在桌面上，并使量筒的刻度与量筒内的液体凹液面的最低点保持在同一水平面。
（8）托盘天平 是一种称量仪器，一般精确到0.1克。注意：称量物放在左盘，砝码按由大到小的顺序放在右盘，取用砝码要用镊子，不能直接用手，天平不能称量热的物体, 被称物体不能直接放在托盘上，要在两边先放上等质量的纸， 易潮解的药品或有腐蚀性的药品（如氢氧化钠固体）必须放在玻璃器皿中称量。
（9）集 气 瓶 ①用于收集或贮存少量的气体 ②也可用于进行某些物质和气体的反应。
（瓶口是磨毛的）
（10）广 口 瓶 （内壁是磨毛的） 常用于盛放固体试剂，也可用做洗气瓶
（11）细 口 瓶 用于盛放液体试剂 ，棕色的细口瓶用于盛装需要避光保存的物质，存放碱溶液时试剂瓶应用橡皮塞，不能用玻璃塞。
（12）漏 斗 用于向细口容器内注入液体或用于过滤装置。
（13）长颈漏斗 用于向反应容器内注入液体，若用来制取气体，则长颈漏斗的下端管口要插入液面以下，形成“液封”，（防止气体从长颈斗中逸出）
（14）分液漏斗 主要用于分离两种互不相溶且密度不同的液体，也可用于向反应容器中滴加液体，可控制液体的用量
（15）试管夹 用于夹持试管，给试管加热，使用时从试管的底部往上套，夹在试管的中上部。
（16）铁架台 用于固定和支持多种仪器， 常用于加热、过滤等操作。
（17）酒精灯 ①使用前先检查灯心，绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精
②也不可用燃着的酒精灯去点燃另一酒精灯（以免失火）
③酒精灯的外焰最高， 应在外焰部分加热 先预热后集中加热。
④要防止灯芯与热的玻璃器皿接触（以防玻璃器皿受损）
⑤实验结束时，应用灯帽盖灭（以免灯内酒精挥发而使灯心留有过多的水分，不仅浪费酒精而且不易点燃），决不能用嘴吹灭（否则可能引起灯内酒精燃烧，发生危险）
⑥万一酒精在桌上燃烧，应立即用湿抹布扑盖。
（18）玻璃棒 用做搅拌（加速溶解）转移如PH的测定等。
（19）燃烧匙
（20）温度计 刚用过的高温温度计不可立即用冷水冲洗。
（21）药匙 用于取用粉末或小粒状的固体药品，每次用前要将药匙用干净的滤纸揩净。
2：基本操作
（1） 药品的取用：“三不准”①不准用手接触药品 ②不准用口尝药品的味道 ③不准把鼻孔凑到容器口去闻气味
注意：已经取出或用剩后的药品不能再倒回原试剂瓶，应交回实验室。
A：固体药品的取用
取用块状固体用镊子（具体操作：先把容器横放，把药品放入容器口，再把容器慢慢的竖立起来）；取用粉末状或小颗粒状的药品时要用药匙或纸槽（具体操作：先将试管横放，把盛药品的药匙或纸槽小心地送入试管底部，再使试管直立）
B：液体药品的取用
取用很少量时可用胶头滴管，取用较多量时可直接从试剂瓶中倾倒（注意：把瓶塞倒放在桌上，标签向着手心，防止试剂污染或腐蚀标签，斜持试管，使瓶口紧挨着试管口）
（2）物质的加热 给液体加热可使用试管、烧瓶、烧杯、蒸发皿；
给固体加热可使用干燥的试管、蒸发皿、坩埚
A：给试管中的液体加热 试管一般与桌面成45°角，先预热后集中试管底部加热，加热时切不可对着任何人
B：给试管里的固体加热： 试管口应略向下（防止产生的水倒流到试管底，使试管破裂）先预热后集中药品加热
注意点： 被加热的仪器外壁不能有水，加热前擦干，以免容器炸裂；加热时玻璃仪器的底部不能触及酒精灯的灯心，以免容器破裂。烧的很热的容器不能立即用冷水冲洗，也不能立即放在桌面上，应放在石棉网上。
（3） 过滤 是分离不溶性固体与液体的一种方法（即一种溶，一种不溶，一定用过滤方法）如粗盐提纯、氯化钾和二氧化锰的分离。
操作要点：“一贴”、“二低”、“三靠”
“一贴” 指用水润湿后的滤纸应紧贴漏斗壁；
“二纸”指①滤纸边缘稍低于漏斗边缘②滤液液面稍低于滤纸边缘；
“三靠”指①烧杯紧靠玻璃棒 ②玻璃棒紧靠三层滤纸边 ③漏斗末端紧靠烧杯内壁
（4）仪器的装配 装配时， 一般按从低到高，从左到右的顺序进行。
（5）检查装置的气密性 先将导管浸入水中，后用手掌紧物捂器壁（现象：管口有气泡冒出，当手离开后导管内形成一段水柱。
（6）玻璃仪器的洗涤 如仪器内附有不溶性的碱、碳酸盐、碱性氧化物等，可加稀盐酸洗涤，再用水冲洗。如仪器内附有油脂等可用热的纯碱溶液洗涤，也可用洗衣粉或去污粉刷洗。清洗干净的标准是：仪器内壁上的水即不聚成水滴，也不成股流下，而均匀地附着一层水膜时，就表明已洗涤干净了。
（7）常用的意外事故的处理方法
A：使用酒精灯时，不慎而引起酒精燃烧，应立即用湿抹布。
B：酸液不慎洒在桌上或皮肤上应用碳酸氢钠溶液冲洗。
C：碱溶液不慎洒在桌上应用醋酸冲洗，不慎洒在皮肤上应用硼酸溶液冲洗。
D：若浓硫酸不慎洒在皮肤上千万不能先用大量水冲洗。
3、气体的制取、收集
（1）常用气体的发生装置
A：固体之间反应且需要加热，用制O2装置（NH3、CH4）；一定要用酒精灯。
（2）常用气体的收集方法
A：排水法 适用于难或不溶于水且与水不反应的气体，导管稍稍伸进瓶内，（CO、N2、NO只能用排水法）
B：向上排空气法 适用于密度比空气大的气体（CO2、HCl只能用向上排空气法）
C：向下排空气法 适用于密度比空气小的气体
排气法：导管应伸入瓶底
4、气体的验满：
O2的验满：用带余烬的木条放在瓶口。
CO2的验满：用燃着的木条放在瓶口。证明CO2的方法是用澄清石灰水。
9、（1）试管夹应夹在的中上部，铁夹应夹在离试管口的1/4处。
（2）加热时试管内的液体不得超过试管容积的1/3，反应时试管内的液体不超过试管容积的1/2。
（3）使用烧瓶或锥形瓶时容积不得超过其容积的1/2，蒸发溶液时溶液的量不应超过蒸发皿容积的2/3；酒精灯内的酒精不得超过其容积的2/3，也不得少于其容积的1/4。
（4）在洗涤试管时试管内的水为试管的1/2（半试管水）；在洗气瓶内的液体为瓶的1/2；如果没有说明用量时应取少量，液体取用1——2毫升，固体只要盖满试管的底部；加热试管内液体时，试管一般与桌面成45°角，加热试管内的固体时，试管口略向下倾斜。
⑵ 高中所有重要化学实验及装置作用,现象 如题
1.镁条在空气中燃烧：发出耀眼强光,放出大量的热,生成白烟同时生成一种白色物质. 2.木炭在氧气中燃烧：发出白光,放出热量. 3.硫在氧气中燃烧：发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体. 4.铁丝在氧气中燃烧：剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质. 5.加热试管中碳酸氢铵：有刺激性气味气体生成,试管上有液滴生成. 6.氢气在空气中燃烧：火焰呈现淡蓝色. 7.氢气在氯气中燃烧：发出苍白色火焰,产生大量的热. 8.在试管中用氢气还原氧化铜：黑色氧化铜变为红色物质,试管口有液滴生成. 9.用木炭粉还原氧化铜粉末,使生成气体通入澄清石灰水,黑色氧化铜变为有光泽的金属颗粒,石灰水变浑浊. 10.一氧化碳在空气中燃烧：发出蓝色的火焰,放出热量. 11. 向盛有少量碳酸钾固体的试管中滴加盐酸：有气体生成. 12.加热试管中的硫酸铜晶体：蓝色晶体逐渐变为白色粉末,且试管口有液滴生成. 13.钠在氯气中燃烧：剧烈燃烧,生成白色固体. 14.点燃纯净的氯气,用干冷烧杯罩在火焰上：发出淡蓝色火焰,烧杯内壁有液滴生成. 15.向含有C1-的溶液中滴加用硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀生成. 16.向含有SO42-的溶液中滴加用硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成. 17.一带锈铁钉投入盛稀硫酸的试管中并加热：铁锈逐渐溶解,溶液呈浅黄色,并有气体生成. 18.在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液：有蓝色絮状沉淀生成. 19.将Cl2通入无色KI溶液中,溶液中有褐色的物质产生. 20.在三氯化铁溶液中滴加氢氧化钠溶液：有红褐色沉淀生成. 21.盛有生石灰的试管里加少量水：反应剧烈,发出大量热. 22.将一洁净铁钉浸入硫酸铜溶液中：铁钉表面有红色物质附着,溶液颜色逐渐变浅. 23.将铜片插入硝酸汞溶液中：铜片表面有银白色物质附着. 24.向盛有石灰水的试管里,注入浓的碳酸钠溶液：有白色沉淀生成. 25.细铜丝在氯气中燃烧后加入水：有棕色的烟生成,加水后生成绿色的溶液. 26.强光照射氢气、氯气的混合气体：迅速反应发生爆炸. 27. 红磷在氯气中燃烧：有白色烟雾生成. 28.氯气遇到湿的有色布条：有色布条的颜色退去. 29.加热浓盐酸与二氧化锰的混合物：有黄绿色刺激性气味气体生成. 30.给氯化钠（固）与硫酸（浓）的混合物加热：有雾生成且有刺激性的气味生成. 31. 在溴化钠溶液中滴加硝酸银溶液后再加稀硝酸：有浅黄色沉淀生成. 32.在碘化钾溶液中滴加硝酸银溶液后再加稀硝酸：有黄色沉淀生成. 33.I2遇淀粉,生成蓝色溶液. 34.细铜丝在硫蒸气中燃烧：细铜丝发红后生成黑色物质. 35.铁粉与硫粉混合后加热到红热：反应继续进行,放出大量热,生成黑色物质. 36.硫化氢气体不完全燃烧（在火焰上罩上蒸发皿）：火焰呈淡蓝色（蒸发皿底部有黄色的粉末）. 37.硫化氢气体完全燃烧（在火焰上罩上干冷烧杯）：火焰呈淡蓝色,生成有刺激性气味的气体（烧杯内壁有液滴生成）. 38.在集气瓶中混合硫化氢和二氧化硫：瓶内壁有黄色粉末生成. 39.二氧化硫气体通入品红溶液后再加热：红色退去,加热后又恢复原来颜色.40.过量的铜投入盛有浓硫酸的试管,并加热,反应毕,待溶液冷却后加水：有刺激性气味的气体生成,加水后溶液呈天蓝色.41.加热盛有浓硫酸和木炭的试管：有气体生成,且气体有刺激性的气味. 42.钠在空气中燃烧：火焰呈黄色,生成淡黄色物质. 43.钠投入水中：反应激烈,钠浮于水面,放出大量的热使钠溶成小球在水面上游动,有“嗤嗤”声. 44.把水滴入盛有过氧化钠固体的试管里,将带火星木条伸入试管口：木条复燃. 45. 加热碳酸氢钠固体,使生成气体通入澄清石灰水：澄清石灰水变浑浊. 46.氨气与氯化氢相遇：有大量的白烟产生. 47. 加热氯化铵与氢氧化钙的混合物：有刺激性气味的气体产生. 48. 加热盛有固体氯化铵的试管：在试管口有白色晶体产生. 49.无色试剂瓶内的浓硝酸受到阳光照射：瓶中空间部分显棕色,硝酸呈黄色. 50.铜片与浓硝酸反应：反应激烈,有红棕色气体产生. 51.铜片与稀硝酸反应：试管下端产生无色气体,气体上升逐渐变成红棕色. 52. 在硅酸钠溶液中加入稀盐酸,有白色胶状沉淀产生. 53.在氢氧化铁胶体中加硫酸镁溶液：胶体变浑浊. 54.加热氢氧化铁胶体：胶体变浑浊. 55.将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中：剧烈燃烧,有黑色物质附着于集气瓶内壁. 56.向硫酸铝溶液中滴加氨水：生成蓬松的白色絮状物质. 57.向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液：有白色絮状沉淀生成,立即转变为灰绿色,一会儿又转变为红褐色沉淀. 58. 向含Fe3+的溶液中滴入KSCN溶液：溶液呈血红色. 59.向硫化钠水溶液中滴加氯水：溶液变浑浊.S2-+Cl2=2Cl2-+S↓ 60.向天然水中加入少量肥皂液：泡沫逐渐减少,且有沉淀产生. 61.在空气中点燃甲烷,并在火焰上放干冷烧杯：火焰呈淡蓝色,烧杯内壁有液滴产生. 62.光照甲烷与氯气的混合气体：黄绿色逐渐变浅,时间较长,（容器内壁有液滴生成）. 63. 加热（170℃）乙醇与浓硫酸的混合物,并使产生的气体通入溴水,通入酸性高锰酸钾溶液：有气体产生,溴水褪色,紫色逐渐变浅. 64.在空气中点燃乙烯：火焰明亮,有黑烟产生,放出热量. 65.在空气中点燃乙炔：火焰明亮,有浓烟产生,放出热量. 66.苯在空气中燃烧：火焰明亮,并带有黑烟. 67.乙醇在空气中燃烧：火焰呈现淡蓝色. 68.将乙炔通入溴水：溴水褪去颜色. 69.将乙炔通入酸性高锰酸钾溶液：紫色逐渐变浅,直至褪去. 70. 苯与溴在有铁粉做催化剂的条件下反应：有白雾产生,生成物油状且带有褐色. 71.将少量甲苯倒入适量的高锰酸钾溶液中,振荡：紫色褪色. 72.将金属钠投入到盛有乙醇的试管中：有气体放出. 73.在盛有少量苯酚的试管中滴入过量的浓溴水：有白色沉淀生成. 74.在盛有苯酚的试管中滴入几滴三氯化铁溶液,振荡：溶液显紫色. 75.乙醛与银氨溶液在试管中反应：洁净的试管内壁附着一层光亮如镜的物质. 76.在加热至沸腾的情况下乙醛与新制的氢氧化铜反应：有红色沉淀生成. 77.在适宜条件下乙醇和乙酸反应：有透明的带香味的油状液体生成. 78.蛋白质遇到浓HNO3溶液：变成黄色. 79.紫色的石蕊试液遇碱：变成蓝色. 80.无色酚酞试液遇碱：变成红色. 这些都是基础的,也比较常考,装置太麻烦了,不好意思啊,我搞不出来.现象比较简单,我就不罗嗦了.
⑶ 自动喷水灭火系统由几部分组成，通常分为几类系统，简述这几类系统的工作原理和作用
系统分类
编辑
依照采用的喷头分为两类：采用闭式洒水喷头的为闭式系统；采用开式洒水喷头的为开式系统。
闭式系统
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闭式系统的类型较多，基本类型包括湿式、干式、预作用及重复启闭预作用系统等。用量最多的是湿式系统。在已安装的自动喷水灭火系统中，有70%以上为湿式系统。
湿式系统
由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水。
1. 工作原理：
湿式系统原理图
火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。该系统结构简单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济，适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的75%以上，适合安装在能用水灭火的建筑物、构筑物内。
2. 湿式系统使用范围：
在环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物和场所（不能用水扑救的建筑物和场所除外）都可以采用湿式系统。该系统局部应用时，适用于室内最大净空高度不超过8m、总建筑面积不超过1000㎡的民用建筑中的轻危险级或中危险级Ⅰ级需要局部保护的区域。
3. 湿式系统特点：
①. 结构简单，使用可靠
②. 系统施工简单、灵活方便
③. 灭火速度快、控火效率高
④. 系统投资省，比较经济
⑤. 适用范围广
干式系统 dry pipe system
准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统。
1. 工作原理
干式系统原理图
干式系统与湿式类似只是控制信号阀的结构和作用原理不同，配水管网与供水管间设置干式控制信号阀将它们隔开，而在配水管网中平时充满着有压力气体用于系统的启动。发生火灾时，喷头首先喷出气体，致使管网中压力降低，供水管道中的压力水打开控制信号阀而进入配水管网，接着从喷头喷出灭火。不过该系统需要多增设一套充气设备，一次性投资高、平时管理较复杂、灭火速度较慢。（详见右图）
2. 干式系统适用范围
干式系统适用于环境温度低于4℃和高于70℃的建筑物和场所，如不采暖的地下车库、冷库等。
3. 干式系统特点
①. 干式系统，在报警阀后的管网内无水，故可避免冻结和水汽化的危险，不受环境温度的制约，可用于一些无法使用湿式系统的场所。
②. 比湿式系统投资高。因需充气，增加了一套充气设备而提高了系统造价。
③. 干式系统的施工和维护管理较复杂，对管道的气密性有较严格的要求，管道平时的气压应保持在一定的范围，当气压下降到一定值时，就需进行充气。
④. 比湿式系统喷水灭火速度慢，因为喷头受热开启后，首先要排出管道中的气体，然后再出水，这就延误了时机。
预作用系统
准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。
适于如下场所：
1系统处于准工作状态是严禁管道漏水；
2严禁系统误喷；
3替代干式系统；
重复启闭预作用系统
能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。适用于灭火后必须及时停止喷水的场所。
目前这种系统有两种形式：一种是喷头具有自动重复启闭的功能，另一种是系统通过烟、温感传感器控制系统的控制阀来实现系统的重复启闭功能。
开式系统
编辑
采用开式洒水喷头的自动喷水灭火系统，包括：雨淋系统、水幕系统
雨淋系统 deluge system
由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。亦称开式系统。应采用雨淋系统的场所详见《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2001）4.2.5条。
水幕系统 drencher systems
由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀，以及水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组成，用于档烟阻火和冷却分隔物的喷水系统。
主要组成
编辑
洒水喷头
在自动喷水灭火系统中，洒水喷头担负着探测火灾、启动系统和喷水灭火的任务，它是系统中的关键组件。洒水喷头有多种不同形式的分类。
1、按有无释放机构分类为闭式和开式的分类
2、按喷头流量系数分类，包括K=55、80、115等，其中K=80的称为标准喷头。
3、按安装方式分类，有下垂型、直立型、普通型和边墙型喷头。
报警阀
报警阀是自动喷水灭火系统中接通或切断水源，并启动报警器的装置。在自动喷水灭火系统中，报警阀是至关重要的组件，其作用有三：接通或切断水源、输出报警信号和防止水流倒回供水源、以及通过报警阀可对系统的供水装置和报警装置进行检验。报警阀根据系统的不同分为湿式报警阀、干式报警阀和雨淋阀。报警阀的公称通径一般为50、65、80、100、125、150、200MM七种。
1、湿式报警阀用于湿式喷水灭火系统。它的主要功能是：当喷头开启时，湿式阀能自动打开，并使水流入水力警铃发出报警信号。湿式阀按其结构形式有三种：座圈型湿式阀、导阀型湿式阀、蝶阀型湿式阀。
2、干式报警阀用于干式报警系统。它的阀将闸门分成两部分，出口侧与系统管数和喷头相连，内充压缩空气，进口侧与水源相连。干式报警阀利用两侧气压和水压作用在阀上的力矩差控制阀的封闭和开启，一般可分为差动型干式报警阀和封闭型干式报警阀两种。
3、雨淋阀用于雨淋喷水灭火系统、预作用喷水系统，水幕系统和水喷雾灭火系统。这种阀的进口侧与水源相连，出口侧与系统管路和喷头相连，一般为空管，仅在预作用系统中充气。雨淋阀的开启由各种火灾探测器装置控制。雨淋阀主要有双圆盘型、隔膜型、杠杆型、活塞型和感温型等几种。
监测器
监测器用来对系统的工作状态进行监测并以电信号方式向报警控制器传送状态信息。其主要包括水流指示器、阀门限位器、压力监测器、气压保持器和水位监测器等。
1、水流指示器可将水流的信号转换为电信号，安装在配水干管或配水管始端。其作用在于当失火时喷头开启喷水或者管道发生泄漏或控制中心以显示喷头喷水的区域和楼层，起辅助电动报警作用。
2、阀门限位器是一种行程开关也称信号阀，通常配置在干管的总控制闸阀上和通径大的支管闸阀上，用于监测闸阀的开启状态，一旦以生部分或全部关闭时，即向系统的报警控制器发出报警信号。
3、压力监测器是一种工作点在一定范围内可以调节的压力开关，在自动喷水灭火系统中常用作稳压泵的自动开关控制器件。
报警器
报警器是用来发出声响报警信号的装置，包括水力警铃和压力开关。
1、水力警铃是得用水流的冲击发出声响的报警装置。其特点为结构简单、耐用可靠、灵敏度高、维护工作量小、是自动喷水各个系统中不少缺少的部件。
2、压力开关是一种靠水压或气压驱动的电气开关，通常与水力警铃一起安装使用。压力开关利用水力闭合弱电路实现报警。当报警阀的阀打开，压力水经管道首先进入延时器后再流入压力开关内腔，推动膜片向上移动，顶柱也同时上升，将下弹簧板顶起，触点接触闭合，接通电路，发出电信号输入报警控制箱，发出报警信号，从而启动消防泵。
⑷ 对化学功能材料的认识
功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。
功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的 比例 。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中, 都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。
新型功能材料国外发展现状
当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中，发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。
超导材料 以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用，其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用，因而严重地限制了低温超导应用的发展。
高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，把超导应用温度从液氦（ 4.2K）提高到液氮（77K）温区。同液氦相比，液氮是一种非常经济的冷媒，并且具有较高的热容量，给工程应用带来了极大的方便。另外，高温超导体都具有相当高的上临界场[H c2 (4K)>50T]，能够用来产生20T以上的强磁场，这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性Tc、Hc2所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力，吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备，对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系，在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题，这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段，如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体，其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。
生物医用材料 作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增，预计20年内，生物医用材料所占的份额将赶上药物市场，成为一个支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向；医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物复合材料和功能性生物复合材料，带有治疗功能的HA生物复合材料的研究也十分活跃。
能源材料 太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点，IBM公司研制的多层复合太阳能电池，转换率高达40%。美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等，都是目前研究的热点。
生态环境材料 生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域，其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃，主要研究方向是：①直接面临的与环境问题相关的材料技术，例如，生物可降解材料技术，CO 2 气体的固化技术，SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术，环境污染修复技术，材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术；②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料，如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；③材料的环境协调性评价。
智能材料 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破，如英国宇航公司在导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间，仅为10分钟；在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。
国内功能材料发展的现状和差距
我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列； 高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权； 功能材料还在“两弹一星”、“四大装备四颗星”等国防工程中做出了举足轻重的贡献。
目前世界各国功能材料的研究极为活跃，充满了机遇和挑战，新技术、新专利层出不穷。发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。近年来，我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。但是，我们应该看到，我国目前功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。我国功能材料在系统集成方面也存在不足，有待改进和发展。
在未来的五到十年，我国经济、社会及国家安全对功能材料有着巨大的需求，功能材料是关系到我国能否顺利实现第三步战略目标的关键新材料。
发展重点
高温超导材料制备与应用技术
稀土功能材料
新型能量转换材料与技术（能源材料）
生物医用材料
绿色奥运工程材料与技术
分辨离膜材料与技术（海水、氯碱膜）
印刷（制版、感光）、显示（ OLED）材料
高新技术改造传统产业技术
关键技术选择
能源材料
①固体氧化物燃料电池：
固体氧化物燃料电池是一种新型绿色能源装置，比质子交换膜燃料电池有更高的转换效率和节能效果，可减少二氧化碳排放 50%，不产生NOx，已成为发达国家重点研究开发的新能源技术。但目前研究的固体氧化物燃料电池的工作温度达800～900℃，其关键部件的材料制备总是成为制约固体氧化物燃料电池发展的瓶颈。应突破的关键技术主要有：a）高性能电极材料及其制备技术；b）新型电解质材料及电极支撑电解质隔膜的制备技术；c）电池结构优化设计及其制备技术；d）电池的结构、性能与表征的研究。
②光电转换效率大于 18%的硅基太阳能电池商品化；
研制出光电转换效率大于 18%的低成本、大面积、可商业化的硅基太阳能电池及其组件。
③太阳能的综合利用 (光电、热电、热交换)及其与风力发电的耦合技术；建立总体利用效率达15%的追尾聚集光式太阳能光电、热电、热交换系统并实用化，建立太阳能综合利用与风力发电耦合的实用型分布式地面电站，并可并网供电。
稀土材料
①稀土催化材料
②稀土永磁材料
突破高性能 (N50)、高均匀性、高工作温度、低温度系数的烧结稀土永磁材料和高性能(磁能积20MGOe）粘结稀土永磁材料的产业化关键技术。
③高亮度、长寿命白光 LED节能照明系统
低成本、高亮度、长寿命白光 LED节能照明系统产业化并进入普通百姓家庭。
生物医用材料
①生物芯片；
②生物兼容性好、可降解或可诱导再生的人体软、硬组织替换材料；
③具有分子识别和特异免疫功能的血液净化材料和装置。
生态环境材料
①有机膜分离技术：海水（或盐碱水）淡化效率达 50%的有机膜实用化和产业化。
②固沙植被材料与技术；
③节能、环保的建筑材料及其关键工艺技术：
突破日产 2000吨的流态化水泥烧成技术，其单位能耗与粉尘排放低于目前的新型干法工艺；实现纯氧燃烧生产浮法建筑玻璃的产业化。
特种功能材料
①无机分离催化膜：突破无机分离催化膜（透氧膜、分子筛膜、透氢膜）的关键制备技术，建立无机分离催化膜用于天然气催化转化制备合成气和液体燃料、天然气直接转化制备乙烯、生物质原料制备乙醇、天然气制氢等方面的示范性生产装置。
②大尺寸光学金刚石膜；
③有机磁性材料 :突破本征有机磁性材料的关键技术。
④敏感材料与传感器。
⑸ 实验室制取气体所需的装置如图所示，请回答下列问题：（1）写出装置图中标号仪器的名称：a______．（2）
（1）标号集气瓶；
（2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应方程式是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，该反应不需加热，属于固液常温型，故选发生装置B，二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，所以用向上排空气法收集；
（3）若用C装置收集氧气，当观察至导管口有气泡连续、均匀地放出时，即可进行收集，开始出来的气体中混有空气，不宜立即收集；
（4）选择气体收集方法时，通常考虑气体的密度和溶解性；
（5）制取CO2气体中常含有的杂质是从盐酸中挥发出来的氯化氢气体和水蒸气；CO2气体中常含有HCl和水蒸气，要先除去氯化氢气体，再干燥，通过除杂装置时应长管进短管出，因此应该是c→d→a→b，故选C；
（6）①用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物的方法制取氨气，方程式是2NH4Cl+Ca（OH）2
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