题目内容
(8分)固体材料的制备中,常遇到缺陷和非整比(非化学计量)的化合物,
Na1-X+YCaX/2LaTiO4就是非整比化合物,也是一类新的高温超导体。
它的制备方法如下:用NaLaTiO4(I)作为母体化合物,和无水Ca(NO3)2混合,封闭在耐热玻管中,加热到350℃,维持3天,然后打开,取出样品,用水冲洗,直到没有杂质(用X射线衍射证实)。得到Ca2+交换产物,记为Na1-XCaX/2 LaTiO4(II),光谱实验证明,上述过程中(I)有86%的Na+被交换,所以产生离子空位(即部分原本Na+的位置空置了)。
将样品(II)放入300℃下的钠蒸气中,经历数天,该物质由白色渐变为黑色,这是Na+插入空位所致,光谱实验证明,有88%的离子空位被Na+插入了,生成目标化合物Na1-X+YCaX/2LaTiO4(III)。
试回答:
(1)制备时,为何选用Ca(NO3)2而不用其他钙盐?
(2)产物(III)中X和Y分别是多少?
(3)当化合物(II)中的离子空位被Na+插入时,为保持晶体的电中性,部分Ti的化合价发生了改变,求化合物(III)中高、低价态钛离子的个数比为何?
练习册系列答案
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26.材料是科学技术进步的关键,是科学技术和社会发展的物质基础.材料的发展不仅影响了人类的昨天和今天,而且还将影响到人类的明天.请回答以下与材料有关的问题.
(1)无机非金属材料.单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿.其主要用途是用做半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等.单晶硅的制备方法如下:
SiO2
Si(粗)
SiHCl3
Si(纯)
①写出步骤①的化学方程式: .
②已知以下几种物质的沸点:
在步骤②中提纯SiHCl3所进行的主要操作的名称是 .
(2)金属材料.金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称.包括纯金属、合金和特种金属材料等.
①下列物质中不属于合金的是 .A.钢铁 B.青铜 C.硬铝 D.水银
②铜器制品常因接触空气中的O2、CO2和H2O而易生成铜锈.试写出保护铜制品的方法: .
(3)纳米材料,胶体粒子的直径大约是 ,与纳米材料的尺寸相当.实验室制取Fe(OH)3胶体溶液的方法是 ,用 方法消除胶体中的浑浊,根据 现象证明胶体已经制成.实验中必须要用蒸馏水,而不能用自来水,其原因是 .
(4)磁性材料.某磁性粉末材料是一种复合型氧化物,为测定其组成,现称取6.26g样品,将其全部溶于过量稀HNO3,加入过量Na2SO4溶液,生成4.66g白色沉淀、过滤、在滤液中加入过量NaOH溶液,生成红褐色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20g固体.
①该磁性粉末中氧元素的质量分数为 ;
②该材料的化学式为 .
(1)无机非金属材料.单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿.其主要用途是用做半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等.单晶硅的制备方法如下:
SiO2
| ①C |
| 高温 |
| ②HCI |
| 300℃ |
| ③过量H2 |
| 1000~1100℃ |
①写出步骤①的化学方程式:
②已知以下几种物质的沸点:
| 物质 | SiHCl3 | SiCl4 | HCl |
| 沸点 | 33.0℃ | 57.6℃ | -84.7℃ |
(2)金属材料.金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称.包括纯金属、合金和特种金属材料等.
①下列物质中不属于合金的是
②铜器制品常因接触空气中的O2、CO2和H2O而易生成铜锈.试写出保护铜制品的方法:
(3)纳米材料,胶体粒子的直径大约是
(4)磁性材料.某磁性粉末材料是一种复合型氧化物,为测定其组成,现称取6.26g样品,将其全部溶于过量稀HNO3,加入过量Na2SO4溶液,生成4.66g白色沉淀、过滤、在滤液中加入过量NaOH溶液,生成红褐色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20g固体.
①该磁性粉末中氧元素的质量分数为
②该材料的化学式为