题目列表(包括答案和解析)
(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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