摘要:26.固体材料的制备中.常遇到缺陷和非整比的化合物. 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.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? 中X和Y分别是多少? 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? “南京工业大学杯 2006年全国高中学生化学竞赛预赛试题
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(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?
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