一、金屬的腐蝕和吸氧腐蝕

1、定義：金屬腐蝕是指金屬與周圍的氣體或液體物質發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現(xiàn)象。

2、本質：金屬原子本身失去電子變成陽離子的過程（發(fā)生氧化反應），即$\ce{M}-$$\ce{\displaystyle{x}e-}$=$\ce{M^\displaystyle{x}+}$。

3、金屬腐蝕的分類

根據(jù)金屬或合金與接觸的介質不同，金屬腐蝕一般可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類。

相互關系：化學腐蝕和電化學腐蝕同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍。

4、電化學腐蝕的類型

根據(jù)電解質溶液的酸堿性不同，電化學腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕。以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：在潮濕的空氣里，鋼鐵表面形成了一層薄薄的水膜，這層水膜與$\ce{Fe}$、$\ce{C}$形成了無數(shù)微小的原電池。在這些原電池里，鐵是負極，碳是正極。

（1）析氫腐蝕

①條件：若電解質溶液酸性較強（溶有較多的來自空氣的$\ce{CO2}$、$\ce{SO2}$、$\ce{H2S}$等氣體，$\ce{H+}$濃度較大），則發(fā)生析氫腐蝕。

②電極反應

負極：$\ce{Fe}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Fe^2+}$

正極：$\ce{2H+}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{H2 ^}$

總反應：$\ce{Fe}+$$\ce{2H+}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Fe^2+}+$$\ce{H2 ^}$

③結果：隨$\ c（\ce{H+}）$降低，$\ c（\ce{OH-}）$增大，生成的$\ce{Fe^2+}$與$\ce{OH-}$形成$\ce{Fe(OH)2}$，生成的$\ce{Fe(OH)2}$被空氣中的$\ce{O2}$氧化成$\ce{Fe(OH)3}$，$\ce{Fe(OH)3}$脫去一部分水生成了鐵銹，鐵銹疏松地覆蓋在鋼鐵表面且不能阻止鋼鐵繼續(xù)被腐蝕。

（2）吸氧腐蝕

①條件：若電解質溶液酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，則發(fā)生吸氧腐蝕。

②電極反應

負極：$\ce{2Fe}-$$\ce{4e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2Fe^2+}$

正極：$\ce{2H2O}+$$\ce{O2}+$$\ce{4e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{4OH-}$

總反應：$\ce{2Fe}+$$\ce{O2}+$$\ce{2H2O}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2Fe(OH)2}$

③結果：$\ce{Fe(OH)2}$繼續(xù)與空氣中的$\ce{O2}$和$\ce{H2O}$作用生成$\ce{Fe(OH)3}$，再進一步生成鐵銹。

二、吸氧腐蝕的相關例題

鋼鐵的銹蝕過程中，下列變化可能發(fā)生的是__

①$\ce{Fe}$的化合價由+2轉化為+3$\quad$②$\ce{O2}$被還原$\quad$③$\ce{H+}$被還原$\quad$④有$\ce{Fe2O3·\displaystyle{x}H2O}$生成$\quad$⑤雜質碳被氧化除去

A．①②

B．③④

C．①②③④

D．全部

答案：C

解析：當鋼鐵表面的電解質溶液的水膜酸性較強時，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，正極和負極的電極反應分別為$\ce{2H+}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{H2 ^}$和$\ce{Fe}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Fe^2+}$。當鋼鐵表面的電解質溶液的水膜酸性較弱或呈中性時，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，導致鋼鐵表面生成鐵銹。同時在電解質溶液中還發(fā)生一系列反應：$\ce{4Fe(OH)2}+$$\ce{O2}+$$\ce{2H2O}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{4Fe(OH)3}$；$\ce{2Fe(OH)3}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Fe2O3·\displaystyle{x}H2O}+(3-x)$$\ce{H2O}$。