【铁铜浓硝酸电极反应式】在化学实验中，金属与浓硝酸的反应是一个典型的氧化还原反应。铁（Fe）和铜（Cu）作为常见的金属，在浓硝酸中的反应表现不同，主要取决于它们的活泼性以及硝酸的浓度和温度。本文将对铁和铜在浓硝酸中的电极反应进行总结，并以表格形式展示其反应过程。
一、反应原理概述
浓硝酸（HNO₃）是一种强氧化剂，具有很强的氧化能力。当铁或铜与浓硝酸接触时，硝酸会被还原为不同的产物，而金属则被氧化为相应的离子。
- 铁：在浓硝酸中会迅速发生钝化现象，形成一层致密的氧化膜，阻止进一步反应。
- 铜：与浓硝酸反应剧烈，生成硝酸铜、水和二氧化氮气体。
二、铁与浓硝酸的电极反应
铁在浓硝酸中会发生钝化，即表面生成一层由氧化铁（Fe₂O₃）组成的保护膜，使内部金属不再继续反应。但若铁处于活化状态（如打磨后），仍可与浓硝酸反应。
反应方程式（活化态铁）：
$$
\text{Fe} + 6\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + 3\text{NO}_2↑ + 3\text{H}_2\text{O}
$$
电极反应：
- 阳极（氧化反应）：
$$
\text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 3e^-
$$
- 阴极（还原反应）：
$$
\text{NO}_3^- + 2\text{H}^+ + e^- \rightarrow \text{NO}_2↑ + \text{H}_2\text{O}
$$
三、铜与浓硝酸的电极反应
铜在浓硝酸中反应较为剧烈，生成硝酸铜、水和二氧化氮气体。该反应属于典型的氧化还原反应。
反应方程式：
$$
\text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2↑ + 2\text{H}_2\text{O}
$$
电极反应：
- 阳极（氧化反应）：
$$
\text{Cu} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^-
$$
- 阴极（还原反应）：
$$
\text{NO}_3^- + 2\text{H}^+ + e^- \rightarrow \text{NO}_2↑ + \text{H}_2\text{O}
$$
四、对比总结（表格）
| 项目 | 铁（Fe） | 铜（Cu） |
| 反应条件 | 浓硝酸（常温下易钝化） | 浓硝酸（剧烈反应） |
| 主要产物 | Fe(NO₃)₃、NO₂、H₂O | Cu(NO₃)₂、NO₂、H₂O |
| 氧化产物 | Fe³⁺ | Cu²⁺ |
| 还原产物 | NO₂ | NO₂ |
| 电极反应（阳极） | Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ | Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ |
| 电极反应（阴极） | NO₃⁻ + 2H⁺ + e⁻ → NO₂↑ + H₂O | NO₃⁻ + 2H⁺ + e⁻ → NO₂↑ + H₂O |
五、结论
铁与浓硝酸的反应受钝化影响较大，通常不剧烈；而铜在浓硝酸中反应明显，生成硝酸铜和二氧化氮。两种金属的电极反应均涉及硝酸的还原，但氧化产物不同，反映了金属活性的差异。理解这些反应对于掌握金属与强氧化剂之间的相互作用具有重要意义。
