钢铁的析氢腐蚀演示

实验目的

理解析氢腐蚀的发生条件，掌握负极、正极上的电极反应。

实验原理

在酸性较强的水膜中，铁与碳构成原电池。负极（Fe）：Fe - 2e- = Fe₂+；正极（C）：2H+ + 2e- = H₂↑。总反应：Fe + 2H+ = Fe₂+ + H₂↑。电子由铁经导体流向碳，水膜中的离子定向移动。

实验器材

• 钢铁（铁和碳）
• 酸性水膜
• H+
• Fe₂+
• 电子流向
• 氢气气泡

实验步骤

1. 观察钢铁的组成，区分其中的铁和碳。
2. 观察钢铁表面的水膜，确认水膜呈较强酸性。
3. 观察铁表面发生的变化，注意 Fe₂+ 的生成和电子的流向。
4. 观察碳表面 H+ 得到电子，生成氢气气泡的过程。
5. 对照总反应，归纳析氢腐蚀的条件和结果。

实验现象与结论

铁逐渐溶解成 Fe₂+，电子经导体流向碳，碳表面 H+ 得电子，产生氢气气泡。说明在酸性较强的条件下，钢铁中的铁作负极被腐蚀，同时放出氢气，这就是析氢腐蚀。

注意事项

• 若用铁钉和稀酸做对照实验，应远离明火
• 稀酸有腐蚀性，注意防护

常见问题

析氢腐蚀发生在什么条件下？

钢铁表面水膜酸性较强时，H+ 浓度较大，能在碳上得电子生成氢气，就发生析氢腐蚀。

析氢腐蚀的正极反应是什么？

正极（碳）上发生 2H+ + 2e- = H₂↑，负极是铁：Fe - 2e- = Fe₂+。