金属的腐蚀

实验目的

认识金属腐蚀的类型，比较钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的条件与电极反应。

实验原理

中性或弱酸性条件下钢铁发生吸氧腐蚀：负极 Fe - 2e- = Fe₂+，正极 O₂ + 2H₂O + 4e- = 4OH-，进一步生成 Fe(OH)₂，再被氧化为 Fe(OH)₃，最终形成铁锈。酸性较强时发生析氢腐蚀：负极 Fe - 2e- = Fe₂+，正极 2H+ + 2e- = H₂↑。

实验器材

• 铁钉
• 食盐水
• 稀醋酸或稀盐酸
• 试管或带导管装置
• 红墨水

实验步骤

1. 把铁钉分别放入食盐水和稀酸中，装好带导管的装置。
2. 观察导管内红墨水液面的变化。
3. 观察铁钉表面的现象及溶液颜色变化。
4. 比较两种环境下的反应特点。
5. 写出两种腐蚀的电极反应式。

实验现象与结论

食盐水中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，装置内气压减小，导管内液面上升，铁钉表面逐渐生锈。较强酸性条件下发生析氢腐蚀，有氢气放出，装置内气压增大，液面下降。钢铁腐蚀主要是电化学腐蚀。

注意事项

• 稀酸有腐蚀性，避免接触皮肤和眼睛。
• 酸与铁反应会放出氢气，附近不要有明火。

常见问题

吸氧腐蚀和析氢腐蚀有什么区别？

吸氧腐蚀发生在中性或弱酸性环境，正极 O₂ 得电子；析氢腐蚀在较强酸性环境，正极 H+ 得电子放出 H₂。

化学腐蚀和电化学腐蚀有什么不同？

化学腐蚀是金属与物质直接反应，无电流产生；电化学腐蚀形成原电池，有微弱电流产生。