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）Fe?4HNO3?Fe(NO3)3?NO??2H2O （2）3Fe?8HNO3?3Fe(NO3)2?2NO??4H2O 用数轴表示如下：
铁与稀硝酸反应情况可以归纳为：
n(Fe)1?，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；
n(HNO3)4n(Fe)3?，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余； 2.
n(HNO3)81n(Fe)3?，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2的混合物。 3. ?4n(HNO3)81n(Fe)3?的量比范围内，Fe与稀硝酸均为恰好反应，即两者恰好反注：在?4n(HNO3)8 1.
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：
m(Fe)2?，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；
m(HNO3)9m(Fe)1?，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余； 2.
m(HNO3)32m(Fe)1?，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2的混合物。 3. ?9m(HNO3)3 1.
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a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应，铁粉全部溶解。已知有
agHNO3被还原，则a:b不可能是（ ） 4A. 2:1 解析：因有
B. 3:1
C. 4:1
D. 9:2
agHNO3被还原，即可知HNO3全部参加反应，又因Fe全部溶解，无剩4398n(HNO3)4?，即?a:b?。 余，所以?123n(Fe)1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m1g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m2g。
①此时溶液中溶质的化学式________________。 ②m1?m2的值为（计算精确到0.1g）_________。
解析：（1）中发生的反应：3Fe?8HNO3?3Fe(NO3)2?2NO??4H2O，故溶质为
Fe(NO3)2，原硝酸溶液的物质的量浓度按NO的量计算为0.8mol/L。
?（2）中发生的反应：3Fe?8H??2NO3?3Fe2?2NO??4H2O，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FeSO4，m1?m2的值根据剩余
?的NO3计算为5.0g。
答案：（1）①Fe(NO3)2 （2）①FeSO4
②0.8 ②5.0g
高中化学量不同，产物不同 - 铁与稀硝酸反应归纳学法指导
