铁钉的吸氧腐蚀实验

实验目的

通过实验现象认识铁钉的吸氧腐蚀，理解其电极反应和铁锈的形成。

实验原理

铁钉中的铁与碳在食盐水中形成原电池。负极（Fe）：2Fe - 4e- = 2Fe₂+；正极（C）：O₂ + 2H₂O + 4e- = 4OH-。Fe₂+ 与 OH- 生成 Fe(OH)₂，再被氧化：4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃，最终形成铁锈。

实验器材

• 铁钉
• 食盐水
• 带导管的橡皮塞
• 试管
• 红墨水
• 烧杯
• 砂纸

实验步骤

1. 用砂纸打磨铁钉，除去表面的锈，再用水洗净。
2. 将铁钉放入试管，加入少量食盐水浸润铁钉，使一部分铁钉露在空气中。
3. 塞紧带导管的橡皮塞，将导管另一端插入红墨水中。
4. 静置，每隔一段时间观察导管内红墨水液面的变化。
5. 一段时间后观察铁钉表面的变化。

实验现象与结论

导管内红墨水液面逐渐上升，铁钉表面出现红褐色的铁锈。液面上升说明试管内的氧气被消耗，使气压降低，证明铁钉发生了吸氧腐蚀。

注意事项

• 橡皮塞要塞紧，导管插入液面以下
• 铁钉头部尖锐，取放时注意安全
• 红墨水不要沾到衣物上

常见问题

为什么导管内的红墨水液面会上升？

铁钉发生吸氧腐蚀时消耗了试管内的氧气，气压减小，外界大气压把红墨水压入导管。

铁钉的吸氧腐蚀中，负极和正极分别是什么？

铁作负极，失去电子生成 Fe₂+；铁钉中的碳作正极，氧气在其表面得电子生成 OH-。