鋼鐵銹蝕原理是什么？我們可以根據(jù)下圖所示的小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究：在第1支試管中加入少量氯化鈣（氯化鈣可吸收空氣中的水蒸氣，起干燥作用），放入一根鐵釘，塞緊試管口。在第2支試管中放入一根鐵釘，加入經(jīng)煮沸并迅速冷卻的蒸餾水浸沒(méi)鐵釘，再注入植物油，使水面上形成油層。在第3支試管中放入一根鐵釘，加入少量蒸餾水使鐵釘?shù)囊徊糠纸谒小?連續(xù)一周定時(shí)對(duì)三支試管進(jìn)行觀察并記錄現(xiàn)象。我們從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)第1支、第2支試管中的鐵釘沒(méi)有生銹，但第3支試管中的鐵釘卻生銹了，鐵釘表面出現(xiàn)了紅棕色的鐵銹。由此可見(jiàn)鐵生銹需要水、氧氣的參與。
圖 探究鐵生銹的條件
鋼鐵制品的腐蝕過(guò)程，是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。鐵銹通常為紅棕色，不同情況下會(huì)生成不同形式的鐵銹，鐵銹主要由氧化鐵的水合物（Fe2O3·nH2O）和氫氧化鐵[Fe(OH)3]組成。鋼鐵表面的鐵銹結(jié)構(gòu)疏松，不能阻礙內(nèi)部的鐵與氧氣、水蒸氣等接觸，最終導(dǎo)致鐵全部生銹。
我們了解了鋼鐵生銹的條件，只需要將鋼鐵制品與水和氧氣隔絕，就可以阻止鋼鐵銹蝕。因此，防止鐵生銹最簡(jiǎn)單的方法是保持鋼鐵制品表面光潔干燥。防止鋼鐵生銹還可在其表面形成保護(hù)層，如涂油、噴漆、燒制搪瓷、噴塑等。在日常生活中，人們經(jīng)常會(huì)對(duì)車廂、水桶等采取涂油漆的措施，而機(jī)器需要涂礦物性油。除此之外，還可以在鋼鐵表面采用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬表面能夠形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質(zhì)接觸而生銹。另外，還可以將鋼鐵組成合金，以改變其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，例如在鉻、鎳等金屬中加入普通鋼里制成不銹鋼，有效地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。
鋼鐵銹蝕會(huì)損失金屬資源，但是鋼鐵銹蝕的原理也有有利的一面。例如糕點(diǎn)包裝中常使用脫氧劑，其主要成分包含鐵粉。脫氧劑利用鐵粉生銹的原理消耗氧氣，從而防止食品變質(zhì)。
同時(shí)，鐵生銹是放熱反應(yīng)，人們利用該作用生產(chǎn)了“自熱帖”。“自熱帖”的主要成分是鐵粉、蛭石、活性炭、無(wú)機(jī)鹽（例如食鹽）、水等。在自然條件下，鐵進(jìn)行氧化反應(yīng)的速度緩慢，為了加快該反應(yīng)的速度，需采用表面積大的鐵粉末。活性炭的作用是形成原電池促進(jìn)反應(yīng)；同時(shí)利用活性炭的強(qiáng)吸附性，在其疏松的結(jié)構(gòu)中儲(chǔ)存水。無(wú)機(jī)鹽的作用是和活性炭形成原電池促進(jìn)反應(yīng)。蛭石是一種鐵鎂質(zhì)鋁硅酸鹽礦物，可以起到儲(chǔ)熱的作用。
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中我們也可以自制“自熱帖”，按照5:2:2:2的質(zhì)量比稱量鐵粉、活性炭、食鹽、蛭石。將稱量好的鐵粉、活性炭、食鹽、蛭石（蛭石也可以不加）倒入燒杯中，加幾滴水，用玻璃棒充分?jǐn)噭蚝?，裝入無(wú)紡布袋中，放入自封袋密封（或者使用塑封機(jī)密封），使用時(shí)取出即可。另外，鐵粉和活性炭顆粒越細(xì)（鐵粉以100目為宜，活性炭為150目為宜）反應(yīng)越快，升溫越明顯。
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