Question

晶體是質點（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．在空間里無限地周期性的重復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）確定該合金的化學式

Fe₂Al

．
（2）若晶胞的邊長=a nm，計算此合金的密度

8×56+4×27

NA?(a×10-7)3

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

Answer 1

分析：（1）利用均攤法計算晶胞化學式；
（2）根據(jù)ρ=

m

V

計算；
（3）根據(jù)反應的關系式Fe～HNO₃～Fe（NO₃）₂～NO和 Fe～HNO₃～Fe（NO₃）₃～NO計算．

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

1

8

+6×

1

2

+12×

1

4

+1=8，
晶胞中含有4個Al原子，且都位于晶胞內部，則晶胞平均含有4個Al，
n（Fe）：n（Al）=2：1，所以化學式為Fe₂Al，
故答案為：Fe₂Al；
（2）一個晶胞中含有8個Fe原子和4個Al原子，則質量為：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，不管鐵被氧化到什么價態(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：硝酸的物質的量濃度為1.2mol/L．

點評：本題考查晶胞的計算和化學方程式的計算，題目難度中等，本題易錯點為（3），注意關系式的利用．