Question

晶體是質(zhì)點(diǎn)（分子、離子或原子等）在空間有規(guī)則地排列、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)形成晶體的、具有代表性的最小單元，稱(chēng)為晶胞。一種AlFe合金的晶胞如下圖所示。據(jù)此解答下列問(wèn)題：

（1）確定該合金的化學(xué)式_____________。

（2）若晶體的密度為ρ g·cm^-3，則此合金中最近的兩個(gè)Fe原子之間的距離（用含ρ的代數(shù)式表示，不必化簡(jiǎn)）為_(kāi)____________cm。

（3）取該合金粉末2.78 g溶于100 mL某稀硝酸溶液中，待反應(yīng)完全后得到1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO氣體（設(shè)兩者恰好完全反應(yīng)），則原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_________ mol·L^-1，反應(yīng)后溶液中Fe³⁺離子的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)____________mol·L^-1（假定溶液體積變化忽略不計(jì)）。

Answer 1

(1)Fe₂Al

(2)

(3)2  0.1

解析：（1）晶胞內(nèi)Al共4個(gè)。

Fe 8×+6×+12×+1

↓    ↓     ↓     ↓

頂點(diǎn)  面心  棱上   體心

=8

故化學(xué)式為Fe₂Al。

（2）一個(gè)晶胞含4個(gè)Fe₂Al。

令距離為a，則有：

（2a）³××N_a×ρ=139

a=

(3)2.78 g中有0.02 mol Fe₂Al，即0.04 mol Fe和0.02 mol Al。

1.12 L NO0.05 mol×3e^-=0.15 mol e^-

則共耗HNO₃為0.05 mol+0.15 mol=0.20 mol

其濃度為2 mol·L^-1。

0.15 mol e^-中Al提供0.06 mol其余0.09 mol為Fe提供，則Fe³⁺為0.01 mol，

Fe²⁺為0.03 mol，

故c(Fe³⁺)=0.1 mol·L^-1。

此題綜合性強(qiáng)，考查了氧化還原反應(yīng)的典型計(jì)算和立體幾何化學(xué)知識(shí)。學(xué)生可能（2）問(wèn)有較大問(wèn)題，（3）的第一問(wèn)走彎路。