晶體是質(zhì)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(zhì).在空間里無限地周期性的重復(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
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
8×56+4×27
NA?(a×10-7)3
(不必化簡)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,將殘渣用蒸餾水洗凈后,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準狀況下測定)
分析:(1)利用均攤法計算晶胞化學(xué)式;
(2)根據(jù)ρ=
m
V
計算;
(3)根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式Fe~HNO3~Fe(NO32~NO和 Fe~HNO3~Fe(NO33~NO計算.
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(nèi)部,則晶胞平均含有4個Al,
n(Fe):n(Al)=2:1,所以化學(xué)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(zhì)量為:m=
8×56+4×27
NA
g,
體積為:(a×10-73cm3,
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(NO32~NO    
    3     8      3       2    
 Fe~HNO3~Fe(NO33~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.
點評:本題考查晶胞的計算和化學(xué)方程式的計算,題目難度中等,本題易錯點為(3),注意關(guān)系式的利用.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(12分)晶體的最小重復(fù)單位是晶胞,晶胞一般為平行六面體。NaCl屬立方面心晶格,在NaCl晶胞中8個頂點各有一個Na,6個面心處各有一個Na,故我們說Na形成立方面心晶格,而在該晶胞的12條棱的中點處各有一個Cl,在該立方晶胞的體心處還有一個Cl,故Cl也形成立方面心晶格。

1.KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na離子的半徑是Cl離子的0.5倍,而又是K離子的0.7倍,計算:KCl晶胞和NaCl晶胞的邊長之比;KCl和NaCl晶體的密度之比。

2.將NaCl晶胞中的所有Cl去掉,并將Na全部換成C原子,再在每兩個不共面的“小立方體”中心處各放置一個C原子便構(gòu)成了金剛石的一個晶胞,則一個金剛石的晶胞中有_______個C原子。并計算金剛石的密度。(已知C原子的半徑為7.7×10-11m

3.白硅石SiO2屬AB2型共價鍵晶體。若將金剛石晶胞中的所有C原子換成Si原子,同時在每兩個相鄰的Si原子(距離最近的兩個Si原子)中心聯(lián)線的中點處增添一個O原子,則構(gòu)成SiO2晶胞,故SiO2晶胞中有____個Si原子,____個O原子,離O原子最近的Si原子有____個,離Si原子最近的O原子有____個。

4.干冰(固態(tài)CO2)屬于分子晶體。若把每個CO2分子抽象為一個質(zhì)點(微粒),則其晶胞也屬于立方面心晶格,故一個干冰晶胞中有_____個CO2,與1個CO2分子最近的CO2分子有_____個;在干冰分子中,原子之間靠______結(jié)合,CO2分子之間靠______結(jié)合。

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