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純鐵中沒有雜質(zhì),不易形成電化學(xué)腐蝕.
不過純鐵不耐酸腐蝕.
但是如果是酸式電化學(xué)腐蝕強(qiáng)度又特別大,將發(fā)生表面鈍化,意思就是鐵表面不再是鐵了,這樣里邊的鐵其實(shí)就接觸不到外界了,自然就不會繼續(xù)腐蝕了.
氧氣熱條件腐蝕,不是很容易.

對于金屬，初中就定好了我們整個(gè)中學(xué)階段要接觸哪些，比如我們都會背誦金屬活動(dòng)順序表：k鉀 Ca鈣 Na鈉 Mg鎂 Al鋁 Zn鋅 Fe鐵 Sn錫 pb鉛 （H氫） Cu銅 Hg汞 Ag銀 pt鉑 Au金。

今天我們來研究研究這個(gè)Fe鐵。

@Dr. B: 先來看一個(gè)問題：純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng)，鐵在干燥的空氣里不易被氧化。這個(gè)說法是正確的還是錯(cuò)誤的。

@王二狗：錯(cuò)誤，身邊的鐵基本是生銹的，就是說鐵是容易被氧化的。

@邱酷：只說對了后半句，鐵在干燥的環(huán)境下是不易被氧化的，但是抗腐蝕能力不可能很強(qiáng)吧。不是有個(gè)什么疏松多孔嗎？保護(hù)不了里面的金屬，因此抗腐蝕能力肯定不強(qiáng)。

@Dr. B: 我們待會兒再揭示。

我們知道一塊鈉放置在空氣中會發(fā)生一系列的變化:

鈉在空氣中的變化

首先是和空氣中含量較高的氧氣反應(yīng)，生成氧化鈉（鈉和氧氣加熱生成過氧化鈉），之后和空氣里的水反應(yīng)生成氫氧化鈉，再和空氣里的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉易和空氣的水結(jié)合生成帶結(jié)晶水的碳酸鈉晶體，最后經(jīng)過風(fēng)化變成碳酸鈉固體。

@Dr. B:那么一塊純鐵在空氣中是怎么變化的呢？

純鐵是不會直接和氧氣反應(yīng)的，就是說你把鐵放置在集滿氧氣的集氣瓶中，鐵是沒有任何變化的，不像是鈉會由銀白色變成白色（氧化鈉），畢竟鐵沒有鈉活潑。

然而鐵要和氧氣反應(yīng)，是必須加熱到一定溫度的，比如說下面兩個(gè)反應(yīng)，不同的溫度生成的產(chǎn)物也是不一樣的：

3Fe+2O2==點(diǎn)燃（溫度低于570℃）==Fe3O4

4Fe+3O2==點(diǎn)燃（溫度高于570℃）==2Fe2O3

鐵絲在純氧中劇烈燃燒

現(xiàn)象大家都知道：鐵絲在純氧中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色物質(zhì)，放出大量的熱。

@Dr. B: 我們一看金屬活動(dòng)順序表，鐵排在H氫的前面，我們猜測：鐵該會和水反應(yīng)。

就像鈉一樣

鈉與水反應(yīng)

和水反應(yīng)其實(shí)原理和酸反應(yīng)是一樣的，都是金屬失去電子氫離子得到電子變成氫氣，只不過水當(dāng)中的氫離子含量極少。

如果說鐵會和水反應(yīng)那么排在鐵前面的鋁和鎂定也會和水反應(yīng)。

有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：

鎂與水反應(yīng)

一開始滴入酚酞是看不到紅色的，但是給試管加熱之后，你會發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了紅色，因?yàn)殒V和冷水不反應(yīng)和沸水反應(yīng)生成了氫氧化鎂，這是個(gè)中強(qiáng)堿。

對于鋁和水反應(yīng)，其實(shí)這個(gè)反應(yīng)我們認(rèn)為是很微弱的，但是我們從一個(gè)反應(yīng)可以看出，鋁是會和水反應(yīng)的，那就是鋁和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)：

2Al + 2H2O + 2NaOH == 2NaAlO2 + 3H2↑

上面是人教版的版本，還有其他教材的版本：

2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4] +3H2↑

當(dāng)然了，兩個(gè)版本其實(shí)本質(zhì)上是一樣的：鋁先和水反應(yīng)生成了氫氧化鋁然后再和堿反應(yīng)，氫氧化鋁都是作為一種兩性氫氧化物會和堿反應(yīng)。（只不過鐵在這一步就沒那么復(fù)雜了，因?yàn)樯�成的氫氧化亞鐵不和堿反應(yīng)）我們以人教版教材為主。

@Dr. B: 那么老師要問了，既然鋁在氫氧化鈉溶液中是這樣一個(gè)反應(yīng)過程，那么在這個(gè)反應(yīng)當(dāng)中：2Al + 2H2O + 2NaOH == 2NaAlO2 + 3H2↑充當(dāng)氧化劑的是哪一個(gè)？

@王二狗：水和氫氧化鈉里邊都有+1價(jià)的氫，應(yīng)該都有可能吧？

@邱酷：學(xué)理科的學(xué)生，怎么能說出這么不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論呢？虧你還是物理課代表。

@王二狗：那你知道是哪個(gè)？

@邱酷：我...我...我拒絕回答這個(gè)問題。

此時(shí)，坐在第一排的眼鏡小個(gè)字男生說到：氧化劑是水。

圖片來自：soogif

老師：化學(xué)課代表說得不錯(cuò)，那么由你來告訴大家為什么是水？

化學(xué)課代表：這個(gè)反應(yīng)是分步進(jìn)行的，先是鋁和水反應(yīng)，生成氫氧化鋁和氫氣，這個(gè)反應(yīng)類似于鈉和水的反應(yīng)，這一步才發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，后面那一步是個(gè)復(fù)分解反應(yīng)，沒有化合價(jià)的升降，因此氫氧化鈉里邊的氫是沒有得電子的。

老師：此處該有掌聲。

我們把注意力轉(zhuǎn)回到鐵的身上，鐵也是會和水反應(yīng)的。

因此純鐵放置在空氣中，先是和空氣里的水發(fā)生反應(yīng)：由于氫離子的氧化性不是很強(qiáng)，鐵和水反應(yīng)被氧化成氫氧化亞鐵Fe(OH)2，氫氧化亞鐵在空氣當(dāng)中很容易被氧化成氫氧化鐵，我們知道，氫氧化鐵又可以寫成氧化鐵的水合物，即2Fe(OH)3==Fe2O3·3H2O。最后經(jīng)風(fēng)化就形成了氧化鐵。

這個(gè)氧化鐵的水合物便是鐵銹的主要成分。

我們說鐵銹疏松多孔，因此空氣中的水和氧氣不斷的從孔“鉆入”繼續(xù)氧化里面的鐵，直到鐵被完全銹蝕。

圖片來自：圖蟲創(chuàng)意

回到一開始提的問題：純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng)，鐵在干燥的空氣里不易被氧化。這個(gè)說法是正確的。因?yàn)椋�純鐵的還原性并不強(qiáng)，并且純鐵是沒有什么雜質(zhì)的。我們平常看見的很容易被銹蝕的鐵，都是含有很多雜質(zhì)的，不純的鐵本身也會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，就是說構(gòu)成了原電池。

注：文中提到鋁會和水反應(yīng)，鐵會和水反應(yīng)，這個(gè)不能應(yīng)用在大伙做高中試卷上，也就是說試卷出先鎂溶于水和鋁溶于水鐵溶于水，你不能給打個(gè)勾認(rèn)為這是正確的。只是幫助理解，它們的反應(yīng)是很微弱的。