当铁(Fe)与浓硝酸(HNO₃)接触时,浓硝酸作为强氧化剂,会将铁氧化到更高的价态。在常温下,铁表面会迅速形成一层致密的氧化膜,这层氧化膜可以阻止进一步的反应,因此铁在常温下与浓硝酸反应较慢。然而,如果加热,则反应会加速进行。
在加热条件下,铁与浓硝酸的主要反应产物是三氯化铁(FeCl₃)以及二氧化氮(NO₂)气体和水(H₂O)。反应方程式如下:
\[ \text{Fe} + 6\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3\text{)}_3 + 3\text{NO}_2 \uparrow + 3\text{H}_2\text{O} \]
需要注意的是,这里的硝酸是以浓硝酸的形式存在,并且在反应中大部分被还原成了二氧化氮。此外,由于浓硝酸具有强烈的腐蚀性和毒性,实验操作时必须采取适当的安全措施。
总结来说,铁与浓硝酸之间的反应展示了典型的金属与强氧化性酸之间的相互作用,其中铁被氧化而硝酸则被还原。这种类型的化学反应不仅有助于我们了解金属材料的耐腐蚀性能,同时也对工业生产和实验室研究有着重要意义。