鐵釘銹蝕條件的探究

耿昌福

[要點提煉]

要點1：鐵的銹蝕

（1）鐵銹蝕的條件

鐵與空氣中的氧氣、水等物質作用，發(fā)生一系列復雜的化學反應，生成鐵銹。在酸性或鹽溶液等物質存在時，會加速鐵的銹蝕。

（2）鐵銹的成分

鐵銹的主要成分是氧化鐵，化學式為Fe2O3，顏色為紅棕色。鐵銹是一種疏松多孔的物質，若不加處理與防護，鐵將全部銹蝕。

（3）能量的變化

鐵銹蝕的過程中，放出熱量。

要點2：鐵釘銹蝕條件的探究實驗

對比實驗是探究性學習的一種重要方法。在驗證鐵銹蝕的條件時，可以通過對比實驗法、控制變量法來確定是否與氧氣、水等因素有關系。

如圖1是探究鐵釘銹蝕的條件時所做的4個實驗，試管內的鐵釘在不同的環(huán)境中。一段時間后，出現(xiàn)的現(xiàn)象是：①中鐵釘生銹；②與③中鐵釘沒有明顯變化；④中鐵釘生銹，且比①中鐵釘銹蝕嚴重。

（1）結果分析：將①與②實驗現(xiàn)象對比，可知鐵生銹需要氧氣參與；將①與③實驗現(xiàn)象對比，可知鐵生銹需要水參與；將①與④實驗現(xiàn)象對比，可知食鹽能加快鐵的銹蝕。

（2）實驗結論：鐵生銹是鐵與氧氣、水共同反應的結果，食鹽加快了鐵生銹的速率。

要點3：控制變量法

該實驗方法的關鍵是從控制變量的角度，找出實驗中的對照組和實驗組，分析出各組實驗所隱含的變量，最后綜合得出相應結論。

[拓展提升]

1.銅的銹蝕

大多數(shù)金屬材料在空氣中都會生銹。銅銹蝕的原因是：銅與空氣中的氧氣、二氧化碳、水共同反應，銅銹的主要成分是銅綠［Cu2（OH）2CO3］。

鋁的化學性質比銅、鐵都要活潑，卻不容易被銹蝕。主要原因是：鋁與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應，生成的氧化物（Al2O3）是一層致密的膜，其覆蓋在鋁的表面，阻止了反應的進行，所以鋁不易生銹。

[應用探究]

例2 （2022·陜西）如圖4所示，將兩枚光亮的鐵釘分別用硬質的細線吊置于甲、乙裝置中，并使部分鐵釘露出液面。放置一段時間，出現(xiàn)了銹蝕。下列說法不正確的是（）。

A. 甲、乙裝置中，氣體含氧氣的體積分數(shù)不相等

B. 甲裝置中，鐵釘在植物油內的部分沒有銹蝕

C. 乙裝置中，鐵釘在水面下的部分銹蝕最嚴重

D. 丙裝置中，導管內上升一段水柱

答案：C

（作者單位：江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)世業(yè)實驗學校）