【铁与稀硝酸反应离子方程式】铁与稀硝酸的反应是化学中常见的氧化还原反应之一。在不同浓度的硝酸条件下,铁的反应产物有所不同。当硝酸浓度较低时(即稀硝酸),铁与硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,属于典型的氧化还原反应。
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一、反应概述
铁(Fe)在稀硝酸中被氧化为亚铁离子(Fe²⁺),而硝酸则被还原为一氧化氮(NO)。该反应属于典型的氧化还原反应,其中铁作为还原剂,硝酸作为氧化剂。
二、反应原理简述
在稀硝酸中,硝酸的氧化能力相对较弱,因此铁主要被氧化为+2价的亚铁离子。同时,硝酸中的氮元素从+5价被还原为+2价,形成一氧化氮气体。
三、离子方程式
总反应式:
$$ \text{3Fe} + \text{8HNO}_3 \rightarrow \text{3Fe(NO}_3)_2 + \text{2NO}↑ + \text{4H}_2\text{O} $$
离子方程式:
$$ \text{3Fe} + \text{8H}^+ + \text{2NO}_3^- \rightarrow \text{3Fe}^{2+} + \text{2NO}↑ + \text{4H}_2\text{O} $$
四、反应物与生成物对比表
反应物/生成物 | 化学式 | 状态 | 说明 |
铁 | Fe | 固态 | 还原剂,被氧化为Fe²⁺ |
硝酸 | HNO₃ | 溶液 | 氧化剂,提供H⁺和NO₃⁻ |
水 | H₂O | 液态 | 反应产物之一 |
一氧化氮 | NO | 气态 | 被还原的产物,易被氧化 |
硝酸亚铁 | Fe(NO₃)₂ | 溶液 | 亚铁离子与硝酸根结合生成 |
五、注意事项
1. 反应条件影响产物:
- 在浓硝酸中,铁会被氧化为Fe³⁺,并生成NO₂。
- 在稀硝酸中,铁被氧化为Fe²⁺,并生成NO。
2. 反应剧烈程度:
- 铁与稀硝酸反应较温和,通常不会剧烈冒泡或产生大量气体。
3. 实验现象:
- 溶液由无色变为浅绿色(Fe²⁺的颜色);
- 有无色气体逸出,遇空气后变红(NO被氧化为NO₂)。
通过以上分析可以看出,铁与稀硝酸的反应是一个典型的氧化还原过程,理解其离子方程式有助于掌握金属与酸反应的基本规律。