Question

晶體是質(zhì)點(diǎn)（分子、離子、或原子）在空間有規(guī)則地排列的，具有整齊外形，以多面體出現(xiàn)的固體物質(zhì)．在空間里無(wú)限地周期性的重復(fù)能成為晶體的具有代表性的最小單元，稱為晶胞．一種Al-Fe合金的立體晶胞如圖所示．
（1）確定該合金的化學(xué)式

Fe₂Al

．
（2）若晶胞的邊長(zhǎng)=a nm，計(jì)算此合金的密度

8×56+4×27

NA?(a×10-7)3

（不必化簡(jiǎn)）g/cm³．
（3）取一定質(zhì)量的該合金粉末溶于足量的稀NaOH溶液中，待反應(yīng)完全停止后得到氣體6.72L．過濾，將殘?jiān)�用蒸餾水洗凈后，取其質(zhì)量的十分之一，投入100mL一定濃度的稀硝酸中，恰好完全反應(yīng)，共收集到氣體0.672L，求硝酸的物質(zhì)的量濃度．（寫分析過程，以上氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）

Answer 1

分析：（1）利用均攤法計(jì)算晶胞化學(xué)式；
（2）根據(jù)ρ=

m

V

計(jì)算；
（3）根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式Fe～HNO₃～Fe（NO₃）₂～NO和 Fe～HNO₃～Fe（NO₃）₃～NO計(jì)算．

解答：解：（1）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，晶胞中Fe位于頂點(diǎn)的有8個(gè)，位于面心的有6個(gè)，位于棱上的有12個(gè)，位于體心的有1個(gè)，則晶胞平均含有Fe的個(gè)數(shù)為：8×

1

8

+6×

1

2

+12×

1

4

+1=8，
晶胞中含有4個(gè)Al原子，且都位于晶胞內(nèi)部，則晶胞平均含有4個(gè)Al，
n（Fe）：n（Al）=2：1，所以化學(xué)式為Fe₂Al，
故答案為：Fe₂Al；
（2）一個(gè)晶胞中含有8個(gè)Fe原子和4個(gè)Al原子，則質(zhì)量為：m=

8×56+4×27

NA

g，
體積為：（a×10^-7）³cm³，
所以晶胞的密度為：ρ=

m

V

=

8×56+4×27

NA?(a×10-7)3

g/cm³，
故答案為：

8×56+4×27

NA?(a×10-7)3

；
（3）Fe～HNO₃～Fe（NO₃）₂～NO    
    3     8      3       2    
 Fe～HNO₃～Fe（NO₃）₃～NO
1    4       1       1
根據(jù)鐵和稀硝酸的反應(yīng)，不管鐵被氧化到什么價(jià)態(tài)，均有
n（HNO₃）=4n（NO）=4×

0.672L

22.4L/mol

=0.12mol
c（HNO₃）=

0.12mol

0.1L

=1.2mol/L．
答：硝酸的物質(zhì)的量濃度為1.2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查晶胞的計(jì)算和化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（3），注意關(guān)系式的利用．