Question

（8分）晶體是質點(分子、離子、或原子)在空間有規則地排列的，具有整齊外形，以多面體出現的固體物質。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。
⑴確定該合金的化學式____________。
⑵若晶胞的邊長為a nm，阿伏加德羅常數為NA，則此合金的密度為_____________g/cm³。（化為最簡）
⑶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6.72 L。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。(氣體體積均在標準狀況下測定)
①計算硝酸的物質的量濃度。
②最終所得溶液中Fe^3＋的物質的量濃度(假設溶液體積仍為100mL)。
（1）確定該合金的化學式____________
（2）__________________g/cm³（化為最簡）
（3）__________________________________________
①
____________________________
②
___________________________。

Answer 1

⑴Fe₂Al        ⑵或
⑶①3Fe＋8HNO₃＝3Fe(NO₃)₂＋2NO＋4H₂O      Fe＋4HNO₃＝Fe(NO₃)₃＋NO＋2H₂O
根據鐵和稀硝酸的反應，不管鐵被氧化到什么價態，均有
n(HNO₃)＝4 n(NO)＝4×＝0.12mol     c(HNO₃)＝＝1.2mol/L
②2Al＋2NaOH＋H₂O＝2NaAlO₂＋3H₂↑
開始所取合金中n(Al)＝n(H₂)＝×＝0.2 mol
與硝酸反應的n(Fe)＝0.2 mol×2×＝0.04 mol 
則最終所得溶液中 n(Fe^2＋)＋n(Fe^3＋)＝0.04 mol
n(Fe^2＋)＋n(Fe^3＋)＝＝0.03 mol(或電子守恒：2n(Fe^2＋)＋3n(Fe^3＋)＝3×0.03 mol)
解得n(Fe^3＋)＝0.01 mol    c(Fe^3＋)＝＝0.1mol/L

略