fe 和硝酸反应方程式不能只写单一式子,因为硝酸有浓硝酸和稀硝酸两种情况,同时铁的用量过量还是不足,会直接改变最终产物,铁不足的时候生成三价铁盐,铁过量的时候,过量铁会把已经生成的三价铁继续还原成二价亚铁盐,这是这个考点最核心的难点,也是高考化学高频考题,浓硝酸常温还会让铁发生钝化,不会持续反应,加热之后钝化膜破坏,反应才会持续进行,很多同学只会背稀硝酸的方程式,忽略铁过量和浓硝酸钝化这两个关键条件,做题很容易丢分,这份内容把不同条件下的反应方程式 原理 配平逻辑全部整理清楚。
分条件反应方程式
铁不足 稀硝酸
Fe + 4HNO3 稀 = Fe (NO3) 3 + NO↑ + 2H2O
产物是硝酸铁 一氧化氮 水
铁过量 稀硝酸
3Fe + 8HNO3 稀 = 3Fe (NO3) 2 + 2NO↑ + 4H2O
本质是第一步先生成硝酸铁,之后过量 Fe + 2Fe (NO3) 3 = 3Fe (NO3) 2
铁不足 浓硝酸加热
Fe + 6HNO3 浓 加热 = Fe (NO3) 3 + 3NO2↑ + 3H2O
产物硝酸铁 二氧化氮 水
铁过量 浓硝酸加热
最终生成硝酸亚铁,同样是三价铁被过量铁还原,总反应可以写
3Fe + 12HNO3 浓 加热 = 3Fe (NO3) 2 + 6NO2↑ + 6H2O
反应原理讲解
硝酸属于强氧化性酸,和普通非氧化性酸不一样,反应的时候不是氢离子氧化铁,而是硝酸里面的正五价氮作为氧化剂,浓硝酸氮还原产物一般是二氧化氮,稀硝酸氮还原产物一般是一氧化氮。
铁是变价金属,初始反应铁可以被氧化成正三价,如果体系里面还有多余单质铁,三价铁氧化性强于二价铁,就会继续和铁单质发生归中反应,变成二价亚铁,所以铁过量和铁不足最终盐的价态不一样。
常温浓硝酸和铁表面生成致密氧化膜也就是钝化,阻止内部铁继续反应,所以常温下铁可以盛装浓硝酸,这个是工业上铁槽车运输浓硝酸的原理,只有加热之后氧化膜被破坏,反应才可以持续进行。
条件对比表格
| 反应条件 | 铁用量 | 氮还原产物 | 铁最终价态 |
|---|---|---|---|
| 稀硝酸 | 铁不足 | NO | 正三价 |
| 稀硝酸 | 铁过量 | NO | 正二价 |
| 浓硝酸加热 | 铁不足 | NO2 | 正三价 |
| 浓硝酸加热 | 铁过量 | NO2 | 正二价 |
| 浓硝酸常温 | 任意 | 几乎不反应 | 钝化 |
配平学习步骤
第一步 判断硝酸浓度,确定氮的还原产物是 NO 还是 NO2
第二步 判断铁是否过量,确定铁最终是三价还是二价
第三步 使用得失电子守恒配平,铁失去电子,氮元素得到电子
第四步 配平硝酸,硝酸一部分做氧化剂变成氮氧化物,一部分成盐生成硝酸盐,这一点非常容易错,硝酸并不是全部被还原
第五步 最后配平氢原子和水分子
易错点提醒
第一 不要忘记硝酸分成两部分,一部分作为氧化剂,一部分作为酸根形成盐,配平时不能把所有硝酸都当成氧化剂。
第二 常温浓硝酸钝化,不能直接写持续反应方程式,题目如果是常温浓硝酸,答案是钝化,不是持续反应。
第三 铁过量不是第一步直接生成亚铁,是两步反应叠加,理解这个归中反应,才能明白总方程式来源。
第四 不要把稀硝酸还原产物写成氢气,硝酸强氧化性,不会生成氢气。
【常见问题】
问题 1 fe 和硝酸反应方程式里面稀硝酸还原产物是什么
回答 1 fe 和硝酸反应方程式里面稀硝酸的氮还原产物是一氧化氮 NO,浓硝酸加热条件下还原产物是二氧化氮 NO2,这个是浓稀硝酸最核心区别。
问题 2 fe 和硝酸反应方程式铁过量为什么产物变成亚铁
回答 2 fe 和硝酸反应方程式铁过量的时候,第一步生成三价硝酸铁,多余单质铁会和三价铁发生归中反应,把三价铁还原成二价亚铁,所以最终产物是硝酸亚铁。
问题 3 fe 和硝酸反应方程式常温浓硝酸为什么不写持续反应
回答 3 fe 和硝酸反应方程式常温浓硝酸会发生钝化,铁表面形成致密氧化膜,阻断反应继续进行,只有加热破坏钝化膜之后,才可以书写持续反应方程式。
问题 4 fe 和硝酸反应方程式配平要注意硝酸的双重作用吗
回答 4 fe 和硝酸反应方程式配平必须注意硝酸双重作用,一部分硝酸作为氧化剂被还原成氮氧化物,另一部分硝酸作为酸提供硝酸根形成硝酸盐,不能全部按氧化剂配平。
【免责申明】
本内容为中学化学应试学习参考,硝酸属于强腐蚀性强氧化试剂,实验具有危险性,请勿自行操作,答题以教材标准方程式书写规范为准。


