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中學(xué)階段要接觸哪些，比如我們都會背誦金屬活動順序表：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Fe鐵。
@Dr. B: 先來看一個問題：純鐵的抗腐蝕能力非常強，鐵在干燥的空氣里不易被氧化。這個說法是正確的還是錯誤的。
@王二狗：錯誤，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吧。不是有個什么疏松多孔嗎？保護不了里面的金屬，因此抗腐蝕能力肯定不強。
@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，比如說下面兩個反應(yīng)，不同的溫度生成的產(chǎn)物也是不一樣的：
3Fe+2O2==點燃（溫度低于570℃）==Fe3O4
4Fe+3O2==點燃（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)。
有這樣一個實驗：
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，因為鎂和冷水不反應(yīng)和沸水反應(yīng)生成了氫氧化鎂，這是個中強堿。
對于鋁和水反應(yīng)，其實這個反應(yīng)我們認為是很微弱的，但是我們從一個反應(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↑
當然了，兩個版本其實本質(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，因為生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反應(yīng)過程，那么在這個反應(yīng)當中：2Al + 2H2O + 2NaOH == 2NaAlO2 + 3H2↑充當氧化劑的是哪一個？
@王二狗：水和氫氧化鈉里邊都有+1價的氫，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謹?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？
@邱酷：我...我...我拒絕回答這個問題。
此時，坐在第一排的眼鏡小個字男生說到：氧化劑是水。
圖片來自：soogif
老師：化學(xué)課代表說得不錯，那么由你來告訴大家為什么是水？
化學(xué)課代表：這個反應(yīng)是分步進行的，先是鋁和水反應(yīng)，生成氫氧化鋁和氫氣，這個反應(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)，后面那一步是個復(fù)分解反應(yīng)，沒有化合價的升降，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，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，鐵在干燥的空氣里不易被氧化。這個說法是正確的。因為，純鐵的還原性并不強，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，你不能給打個勾認為這是正確的。只是幫助理解，它們的反應(yīng)是很微弱的。
