【硝酸与铁反应】硝酸是一种强氧化性酸，其与金属铁的反应情况取决于硝酸的浓度和反应条件。在不同浓度下，硝酸与铁的反应产物也有所不同，因此需要根据具体情况分析反应过程。
一、反应概述
硝酸（HNO₃）与铁（Fe）的反应属于氧化还原反应，其中硝酸作为氧化剂，将铁氧化为不同的铁离子形式，而自身被还原为不同的产物。常见的产物包括氮气（N₂）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO₂）等，具体产物取决于硝酸的浓度和反应温度。
二、不同浓度硝酸与铁的反应总结
| 硝酸浓度 | 反应条件 | 主要产物 | 反应方程式 | 反应特点 |
| 稀硝酸（<1 mol/L） | 常温 | NO | 3Fe + 8HNO₃ → 3Fe(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O | 铁被氧化为+2价，硝酸被还原为NO |
| 中等浓度硝酸（1~5 mol/L） | 常温或加热 | NO 或 N₂O | Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O | 铁可能被氧化为+3价，硝酸被还原为NO或N₂O |
| 浓硝酸（>5 mol/L） | 常温 | NO₂ | Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O | 铁被氧化为+3价，硝酸被还原为NO₂ |
| 超浓硝酸（>10 mol/L） | 常温 | 氧化膜形成 | Fe + HNO₃（浓）→ 表面钝化 | 铁表面形成致密氧化膜，阻止进一步反应 |
三、反应机理简述
硝酸的氧化性强弱与其浓度密切相关：
- 稀硝酸：具有较强的氧化性，但不足以使铁完全氧化为+3价，主要生成NO。
- 中等浓度硝酸：可将铁氧化为+3价，同时硝酸被部分还原为NO或N₂O。
- 浓硝酸：氧化性极强，能将铁氧化为+3价，并生成NO₂。
- 超浓硝酸：由于硝酸浓度极高，铁表面迅速被氧化成致密的氧化层，形成“钝化”现象，从而阻止进一步反应。
四、注意事项
1. 实验过程中应注意通风，避免吸入有毒气体如NO、NO₂。
2. 硝酸具有强腐蚀性，操作时需佩戴防护装备。
3. 不同浓度下的反应速率和产物差异较大，实验前应明确硝酸浓度及反应条件。
五、总结
硝酸与铁的反应是一个典型的氧化还原反应，反应产物随硝酸浓度变化而变化。理解不同浓度下硝酸与铁的反应规律，有助于在实际应用中合理选择反应条件，控制反应进程和产物分布。