【铁与少量稀硝酸反应的离子方程式】在化学反应中,铁与稀硝酸的反应是一个典型的氧化还原反应。根据硝酸的浓度不同,产物也会有所变化。当硝酸为“少量”且为稀硝酸时,铁与硝酸反应的主要产物是硝酸亚铁、一氧化氮和水。该反应的离子方程式能准确地反映反应过程中各物质之间的转化关系。
以下是对该反应的总结及离子方程式分析:
一、反应概述
- 反应物:铁(Fe)、稀硝酸(HNO₃)
- 生成物:硝酸亚铁(Fe(NO₃)₂)、一氧化氮(NO)、水(H₂O)
- 反应类型:氧化还原反应
- 反应条件:常温下,稀硝酸
二、离子方程式
由于硝酸是强酸,可以完全电离;而铁在反应中被氧化为Fe²⁺,硝酸中的硝酸根(NO₃⁻)被还原为NO。因此,反应的离子方程式如下:
$$
3\text{Fe} + 8\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^- \rightarrow 3\text{Fe}^{2+} + 2\text{NO}↑ + 4\text{H}_2\text{O}
$$
三、反应机理简述
1. 铁(Fe)作为还原剂,失去电子被氧化为Fe²⁺。
2. 硝酸(HNO₃)作为氧化剂,在反应中被还原为一氧化氮(NO)。
3. 水作为副产物生成,同时释放出气体NO。
四、关键点对比表
项目 | 内容 |
反应物 | Fe(金属铁)、HNO₃(稀硝酸) |
生成物 | Fe²⁺、NO、H₂O |
氧化剂 | HNO₃(NO₃⁻) |
还原剂 | Fe(金属铁) |
反应类型 | 氧化还原反应 |
离子方程式 | $3\text{Fe} + 8\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^- \rightarrow 3\text{Fe}^{2+} + 2\text{NO}↑ + 4\text{H}_2\text{O}$ |
反应现象 | 有无色气体(NO)产生,溶液由无色变为浅绿色 |
五、注意事项
- 当硝酸浓度较高时,产物可能为NO₂而不是NO。
- 若铁过量,可能会生成Fe³⁺,但本题限定为“少量”稀硝酸,故以Fe²⁺为主。
- 实验中需注意通风,因NO有毒。
通过以上分析可以看出,铁与少量稀硝酸的反应具有明确的离子方程式,并且可以通过实验观察到明显的反应现象。这一反应在中学化学教学中具有重要地位,有助于理解氧化还原反应的基本原理。