Question

（重組提高）Fe_xO晶體結構單元為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1。測知Fe_xO晶體的P為5.71g·cm^-3，晶體中0^2-與最鄰近的Fe離子的核間距為2.14×10^-8cm（相對原子質量Fe55.9  O16.0）。求：

（1）Fe_xO中x值為________（精確至0.01）。

（2）晶體中Fe分別為Fe²⁺、Fe³⁺，在Fe²⁺和Fe³⁺的總數中，Fe²⁺所占分數為________（用小數表示，精確至0.001）。

（3）此晶體的實驗式為________。

（4）Fe在此晶系中占據空隙的幾何形狀是________（即與O^2-距離最近且等距離的鐵離子圍成的空間形狀）。

（5）在晶體中，鐵元素的離子間最短距離為________cm。

 

Answer 1

答案：
解析：

點撥解答：（1）根據氯化鈉晶體的結構特點畫出如圖所示的最小立方體，該小立方體的每個頂點粒子為8個小立方體共有，因此，小立方體含氧離子：4×＝，含鐵離子：4×＝，即每個小立方體中含有1／2個FexO。 該小立方體的質量為： （2.14×10-8cm）3×5.71g·cm-3=5.60×10-23g 則該晶體的摩爾質量為：5.60×10-23g×2×6.02×1023＝67.42g·mol-1 故x＝（67.42-16）÷55.9＝0.92 即晶體的組成可表示為Feo.92O。 （2）由于該晶體中的陽離子為Fe2+和Fe3+，根據晶體呈電中性的原則可知Fe2+所占的分數應為：＝0.826。 （3）由（2）可知該晶體的實驗式應為Fe（Ⅱ）0.76Fe（Ⅲ）0．16O。 （4）由NaCl的晶胞模型，可以看出Fe在晶系中占據的空間應為正八面體。 （5）從小立方體中可以看出，面的對角線就是鐵元素間的最短距離：2.14×10-8cm×＝3.03×10-8cm。