【铁铜浓硝酸电极反应式】在金属与浓硝酸的反应中，铁（Fe）和铜（Cu）均能与浓硝酸发生氧化还原反应。由于浓硝酸具有强氧化性，其与不同金属的反应产物有所不同，尤其是铁和铜在浓硝酸中的表现存在差异。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特点。
一、铁与浓硝酸的电极反应
铁在常温下与浓硝酸接触时会发生钝化现象，表面形成一层致密的氧化膜，阻止进一步反应。但在加热条件下，铁可以与浓硝酸发生剧烈反应，生成硝酸铁、二氧化氮和水。
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^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow \text{NO} \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} $
总反应：
$ \text{Fe} + 6\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + 3\text{NO} \uparrow + 3\text{H}_2\text{O} $
二、铜与浓硝酸的电极反应
铜在常温下即可与浓硝酸发生反应，且不发生钝化现象。反应过程中会产生红棕色的二氧化氮气体，并生成硝酸铜和水。
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^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow \text{NO} \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} $
总反应：
$ \text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} $
三、对比总结表
| 项目 | 铁（Fe） | 铜（Cu） |
| 反应条件 | 加热时反应 | 常温即可反应 |
| 是否钝化 | 是（常温） | 否 |
| 氧化产物 | Fe³⁺ | Cu²⁺ |
| 还原产物 | NO | NO₂ |
| 总反应式 | $ \text{Fe} + 6\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + 3\text{NO} \uparrow + 3\text{H}_2\text{O} $ | $ \text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} $ |
四、小结
铁和铜在浓硝酸中的反应机制虽有相似之处，但因金属活泼性和钝化特性不同，导致产物和反应条件存在显著差异。铁在常温下易钝化，而铜则直接与浓硝酸反应生成硝酸盐和二氧化氮。理解这些反应的电极过程，有助于掌握金属与强氧化剂之间的相互作用规律。
