鐵釘銹蝕條件的探究

耿昌福

[要點(diǎn)提煉]

要點(diǎn)1：鐵的銹蝕

（1）鐵銹蝕的條件

鐵與空氣中的氧氣、水等物質(zhì)作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成鐵銹。在酸性或鹽溶液等物質(zhì)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(xué)式為Fe2O3，顏色為紅棕色。鐵銹是一種疏松多孔的物質(zhì)，若不加處理與防護(hù)，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(diǎn)2：鐵釘銹蝕條件的探究實(shí)驗(yàn)

對比實(shí)驗(yàn)是探究性學(xué)習(xí)的一種重要方法。在驗(yàn)證鐵銹蝕的條件時，可以通過對比實(shí)驗(yàn)法、控制變量法來確定是否與氧氣、水等因素有關(guān)系。

如圖1是探究鐵釘銹蝕的條件時所做的4個實(shí)驗(yàn)，試管內(nèi)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(yán)重。

（1）結(jié)果分析：將①與②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比，可知鐵生銹需要氧氣參與；將①與③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比，可知鐵生銹需要水參與；將①與④實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比，可知食鹽能加快鐵的銹蝕。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵生銹是鐵與氧氣、水共同反應(yīng)的結(jié)果，食鹽加快了鐵生銹的速率。

要點(diǎn)3：控制變量法

該實(shí)驗(yàn)方法的關(guān)鍵是從控制變量的角度，找出實(shí)驗(yàn)中的對照組和實(shí)驗(yàn)組，分析出各組實(shí)驗(yàn)所隱含的變量，最后綜合得出相應(yīng)結(jié)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(yīng)，銅銹的主要成分是銅綠［Cu2（OH）2CO3］。

鋁的化學(xué)性質(zhì)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(xué)反應(yīng)，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(yīng)的進(jìn)行，所以鋁不易生銹。

[應(yīng)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(zhì)的細(xì)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?jǐn)?shù)不相等

B. 甲裝置中，鐵釘在植物油內(nèi)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(yán)重

D. 丙裝置中，導(dǎo)管內(nèi)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(shí)驗(yàn)學(xué)校）