铁和铁锈是不是同一种物质?铁被氧化后,会产生铁锈,我想知道铁和铁锈是不是同一种物质.
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/21 21:24:32
铁和铁锈是不是同一种物质?铁被氧化后,会产生铁锈,我想知道铁和铁锈是不是同一种物质.
铁和铁锈是不是同一种物质?
铁被氧化后,会产生铁锈,我想知道铁和铁锈是不是同一种物质.
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铁和铁锈不是同一种物质,铁是单质,而铁锈是铁氧化后产生的,成分比较复杂,是混合物
普通钢铁制品在潮湿的空气中,渐渐变色,并在表面生成一种红褐色的物质,这种现象叫做钢铁的生锈.其实质是铁和空气中所氧气、水蒸气等起作用,生成铁的多种氧化物的水合物.铁锈的成分比较复杂,通常简略用Fe2O3·xH2O表示.铁锈是一种松脆多孔的物质,它不能保护里层的铁不被锈蚀,因此时间久了,钢铁制品就可能锈蚀成一堆无用的废品.尤其严重的是,钢铁在含有酸气、氯气的水蒸气中,或接触电解质溶液时,锈蚀得特别快.据统计,每所世界上都有几千万吨钢铁变成了铁锈,而钢铁制品遭破坏而引起的停工减产、产品质量下降、环境污染、危害人体健康,甚至造成严重事故的损失是无法估量的.因此,钢铁的防锈具有重要的经济意义和社会意义.
其实,主要的钢铁的腐蚀是电化学腐蚀
钢铁在潮湿空气里,其表面因吸附作用而覆盖一层极薄的水膜、水微弱电离产生少量H+和OH-,同时由于空气中CO2的溶解,水里H+增多
H2O+CO2H2CO3H++HCO3-
这样表面就形成了一层电解质溶液薄膜,它跟钢铁里的铁和杂质或碳就形成了无数微小原电池.其中铁为负极,碳为正极,发生原电池反应：
(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H++2e=2H
2H=H2↑
随着H+浓度的降低,水的电离平衡向右移,OH-浓度逐渐增大,则OH-与Fe2+结合生成Fe(OH)2.
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe(OH)2被空气中氧所氧化生成氢氧化铁4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓这样钢铁表面即产生了铁锈.上述这种腐蚀过程中有氢气放出,叫做析氢腐蚀.
析氢腐蚀是在较强的酸性介质中发生的,如果钢铁表面形成的电解质薄膜,呈很弱的酸性或中性时,负极仍是铁被氧化成Fe2+,而在正极的主要反应则是水膜里溶解的氧气得电子被还原：(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H2O+O2+4e=4OH-这种由于空气里氧气的溶解促使钢铁的腐蚀,叫做吸氧腐蚀.实际钢铁等金属的腐蚀主要是这种吸氧腐蚀.