铁和硝酸反应
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2023年2月19日发(作者：绿地率)高中化学量不同，产物不同——铁与稀硝酸反应归纳
铁与稀硝酸的反应与反应物的量有关，原因在于金属铁有变价。具体情况比较复杂，
归纳解析如下：
一.知识归纳
涉及的化学反应方程式：
（1）
OH2NO)NO(FeHNO4Fe
2333
（2）
OH4NO2)NO(Fe3HNO8Fe3
2233
用数轴表示如下：
铁与稀硝酸反应情况可以归纳为：
1.
4
1
)HNO(n
)Fe(n
3
，产物仅有
33
)NO(Fe，
3
HNO可能有剩余；
2.
8
3
)HNO(n
)Fe(n
3
，产物仅有
23
)NO(Fe，Fe可能有剩余；
3.
8
3
)HNO(n
)Fe(n
4
1
3
，产物为
33
)NO(Fe和
23
)NO(Fe的混合物。
注：在
8
3
)HNO(n
)Fe(n
4
1
3
的量比范围内，Fe与稀硝酸均为恰好反应，即两者恰好反
应时其量比为一个范围，而不是一个比值。
将上述物质的量比换算为质量比，在应用时更加方便。与上述对应关系为：
1.
9
2
)HNO(m
)Fe(m
3
，产物仅有
33
)NO(Fe，
3
HNO可能有剩余；
2.
3
1
)HNO(m
)Fe(m
3
，产物仅有
23
)NO(Fe，Fe可能有剩余；
3.
3
1
)HNO(m
)Fe(m
9
2
3
，产物为
33
)NO(Fe和
23
)NO(Fe的混合物。
应用时，先计算量比，再判断所发生的反应属于哪种情况，确定后通过计算或判断得
出结论。
二.实例应用
例1.向含有ag
3
HNO的稀溶液中，加入bg铁粉充分反应，铁粉全部溶解。已知
有
3
HNOg
4
a
被还原，则b:a不可能是（）
A.2:1B.3:1C.4:1D.9:2
解析：因有
3
HNOg
4
a
被还原，即可知
3
HNO全部参加反应，又因Fe全部溶解，无剩
余，所以
1
4
)Fe(n
)HNO(n
3
8
3，即
2
9
b:a
1
3
。
答案：A
例2.将0.4mol铁粉逐渐加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中，反应生成气体的物质的量x
随着消耗铁粉的物质的量y的关系如图，正确的是（）
解析：首先判断反应物之间量的关系，然后再分析计算。
由铁与稀硝酸反应的化学方程式可知，铁与硝酸物质的量之比为3:8时，恰好完全反
应。现铁过量，按硝酸的量计算生成NO的物质的量为0.2mol，消耗铁0.3mol，D图象正确。
答案：D
例3.将一定量的铁粉加入到装有100mL某浓度的稀硝酸溶液的容器中充分反应。
（1）容器中剩余gm
1
铁粉，收集到NO气体448mL（标准状况下）；
①所得溶液中溶质的化学式______________。
②原硝酸溶液的物质的量浓度为_________mol/L。
（2）向上述固、液混合物中逐滴加入稀硫酸直到刚好不再产生气体为止，该气体遇空
气变为红棕色，此时容器中有铁粉gm
2
。
①此时溶液中溶质的化学式________________。
②
21
mm的值为（计算精确到0.1g）_________。
解析：（1）中发生的反应：
OH4NO2)NO(Fe3HNO8Fe3
2233
，故溶质为
23
)NO(Fe，原硝酸溶液的物质的量浓度按NO的量计算为L/mol8.0。
（2）中发生的反应：
OH4NO2Fe3NO2H8Fe3
2
2
3
，即硫酸提供H，
使溶液又具有氧化性，硝酸根离子变成NO气体，故溶质为
4
FeSO，
21
mm的值根据剩余
的
3
NO
计算为g0.5。
答案：（1）①
23
)NO(Fe②0.8
（2）①
4
FeSO②5.0g