硝酸和铁反应：当铁过量，反应为3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO+4H2O，当硝酸过量，反应为Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O。

硝酸是一种强氧化剂，可以与许多金属发生反应。当硝酸与铁反应时，会根据硝酸的量和铁的量不同，产生不同的反应结果。

当铁过量时，硝酸与铁反应生成亚铁离子。反应方程式为：3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO+4H2O。在这个反应中，铁与硝酸的比例为3：8，这意味着硝酸不能完全氧化铁。硝酸将铁氧化成亚铁离子，而不是铁离子。同时，硝酸被还原为氮氧化物，这是一种常见的气体。

当硝酸过量时，反应结果不同。反应方程式为：Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O。在这个反应中，铁与硝酸的比例为1：4，这意味着硝酸可以完全氧化铁。硝酸将铁完全氧化成铁离子，同时自身被还原为氮氧化物。与上一个反应不同的是，这次产生的氮氧化物主要是二氧化氮，而不是一氧化氮。这是因为二氧化氮在酸性条件下更稳定。

当硝酸与铁反应时，温度和压力也会影响产物的组成。在高温和高压条件下，可能会产生更多的一氧化氮。而在常温常压条件下，则更可能产生二氧化氮。

硝酸和铁反应的应用：

1、钝化作用：常温下，使用冷的浓硝酸能使铁、铝等金属表面形成一层致密的氧化膜，称为钝化。这种钝化作用可以有效地防止金属进一步氧化和腐蚀，从而保护金属表面不受损坏。这在工业生产中具有重要意义，例如在石油化工、化肥制造等行业中，硝酸和铁反应被用于生产过程中的设备防腐处理。

2、化学合成：硝酸和铁反应可以用于合成一些重要的化学物质，如硝酸亚铁。硝酸亚铁是一种常见的亚铁盐，广泛用于染料、医药、农药等领域。通过控制反应条件和反应物的比例，可以制备出不同规格和纯度的硝酸亚铁，满足不同应用的需求。

3、清洁能源：在燃料电池领域，硝酸和铁反应被用于制造一种称为“固体电解质燃料电池”（SOFC）的组件。这种电池使用固体电解质，可以高效地将化学能转化为电能。在这个过程中，硝酸和铁反应被用来制造电池的阴极材料，从而影响电池的性能和寿命。

4、环保应用：在一些污水处理和垃圾处理过程中，硝酸和铁反应被用于降低污染物中的重金属离子浓度。通过与重金属离子发生反应，硝酸可以将有毒的重金属离子转化为低毒或无毒的物质，从而降低污染物的毒性并改善环境质量。