发现之旅
    在我们是日常生活中，有很多日用品是用铁制成的，铁制品给我们的生活带来了很多的方便，可是使用铁制品也面临这样一个问题：铁制品很容易生锈，严重的时候能锈穿，而不能再用。例如：铁制的自来水水管，锈穿之后就会开始漏水，也就不得不更换新的水管。
生锈的水管
    正是因为铁容易生锈，所以导致铁制品的使用寿命减短了。为了延长铁制品的使用寿命，就必须防止铁生锈。可是如何防止铁生锈呢？这就是我们今天要一起来解决的问题。
深入思考
    并不是只有铁制品会生锈，其他的金属制品也会生锈，如：铝制品接触咸的物质后，表面会出现白色斑点；铜器时间长了也会长出铜绿。金属制品生锈的这种现象实际上是一种金属腐蚀的现象。
    金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。它的本质是：金属原子失去电子变成阳离子的过程，也就是说，金属在腐蚀的过程中，发生了氧化还原反应。
    由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
    化学腐蚀是金属表面与气体或非电解质溶液接触发生化学反应而引起的腐蚀。如轧钢时生成的厚氧化皮、金属在石油、酒精中的腐蚀等，这只是腐蚀现象中的一小部分。
    电化腐蚀是由于金属表面与介质，发生电化学反应而引起的腐蚀现象．引起电化学腐蚀的介质都能导电。例如，金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程，而化学腐蚀没有这个特点。电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
    我们来看看钢铁在强酸性溶液中的腐蚀模型：
铁在电解质溶液中的腐蚀模型
    钢铁中的铁和碳与电解质溶液正好构成了无数微小的原电池，在这些原电池中，铁是负极，失去电子，被氧化；碳是正极，由于碳不易得到电子，所以是溶液中的氢离子得到电子，被还原。正负极的反应如下：
负极：Fe — 2e- === Fe2+
正极：2H+ + 2e- === H2
    钢铁在强酸性条件下的腐蚀过程中能析出氢气，所以在此条件下的腐蚀叫做析氢腐蚀。
    钢铁在弱酸性溶液或中性溶液中的腐蚀又是怎样的呢？
铁在弱酸性或中性溶液中的腐蚀
    在弱酸性溶液或中性溶液中，同样是铁失去电子，被氧化；而得到电子的是水中溶解的氧气。电极反应式为：
负极：2Fe — 4e- === 2Fe2+
正极：2H2O + O2 + 4e- === 4OH -
    钢铁在弱酸性溶液或中性条件下能将空气中的氧气还原，所以在此条件下的腐蚀叫做吸氧腐蚀。
    无论金属的哪一种腐蚀都会带来不好的后果，所以在生产、生活中要注意对金属制品的防护。对金属的防护方法有很多，可以根据不同的用途选择不同的金属或非金属制成合金来防止腐蚀；
金属制品表面喷漆
    也可以采用电镀、喷油漆等方法使金属与介质隔离，以防止腐蚀；还可以采用电化学保护法防止金属腐蚀。
学有所用

    金属腐蚀与防腐蚀问题与现代科学技术发展和人民生活息息相关，几乎所有金属材料都是在一定环境中使用。金属材料在使用过程中受环境的作用，往往随时间的延长而逐渐受到损毁或性能下降，通常称之为“腐蚀”或“老化”。自然环境主要是指大气、海水、土壤等环境，它们对金属材料都会发生腐蚀作用。金属材料使用量的90%以上是钢铁，全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀损失约高于7000亿美元，一般看来，由于腐蚀所造成的经济损失约占国民经济总产值的2—4%，由此可见，金属腐蚀问题十分严重和普通。
    钢铁的70%大型钢铁桥梁，钢轨、车辆、贮罐、厂房等都是在易于生锈的大气中使用，据估计因大气腐蚀的金属约占总腐蚀损失量的一半以上，随着大型工程，核电站，石油与城市建设的发展，大量的油、气、水管、电缆及其它金属构件大量埋入地下，由于土壤造成的腐蚀损失也十分可观，而这些损失是往往在出现漏油、漏气、火灾、爆炸等事故时才被发现，现代海洋工程中金属使用量的80%也是钢铁，而在海洋中的钢铁腐蚀速度约十倍于大气中的腐蚀速度，随着海洋开发，海上交通，港口建设的发展，如何加强海洋腐蚀与防护问题已成为世界各国面临的重大问题，我国海沿线已长达一万八千多公里，加强腐蚀与防护问题更是十分突出。
    近二、三十年来，国内外腐蚀与防腐蚀科学成果辉煌，据国内外有关部门和专家估计，如果将现在腐蚀与防腐蚀科学知识得以普及，可使腐蚀损失至少可减少30%。
    现代腐蚀科学正在迅速发展，新的防腐蚀技术不断涌现，加速了我国腐蚀科学知识的普及，进一步把防腐蚀科学在各个领域的大量实际应用，不仅对我国现代化建设发展意义深远，而且还可大量节约国家能源，保护资源，减少污染，减少灾害隐患，提高社会，经济和环境效益的有效途径。
沙场练兵

1. 下列说法正确的是（  ）
    A．钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
    B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀
    C．钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的 pH不同，引起的正极反应不同
    D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化

 

2. 钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为（  ）
    A．Fe —2e- === Fe2+            B．2H+ + 2e- === H2↑
    C．2H2O + O2+4e- === 4OH -     D．Fe —3e- ===Fe3+

 

3. 根据下列实验事实：
（1）X+Y2+ ==== X2++Y

（3）Z2+离子的氧化性比X2+弱
（4）由Y、W做电极组成的原电池反应为：Y-2e = Y2+
由此可知，X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是（   ）
    A．X＞Y＞Z＞W
    B．Y＞X＞W＞Z
    C．Z＞X＞Y＞W
    D．Z＞Y＞X＞W

 

4. 下列叙述中，可以说明金属甲的活泼性比金属乙的活泼性强的是（   ）
    A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
    B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
    C．甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
    D．将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极

 

5. 如图所示装置，两极中有一极为铜棒，另一极为锌棒。若电流表G的指针发生偏转，棒①表面有大量气泡产生，则棒①和烧杯中的电解质②符合下列何种情况（   ）

    A．①为负极 ②为硫酸溶液
    B．①为负极 ②为硫酸铜溶液
    C．①为正极 ②为硫酸溶液
    D．①为正极 ②为硫酸铜溶液

 

6. 把a、b、c、d 4块金属片浸入稀H2SO4中，分别用导线两两相连可以组成原电池。a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d→c； a、 c相连时 c极上产生大量气泡； b、 d相连时，d极发生氧化反应。这4种金属的活动性由强到弱的顺序是（   ）
    A．d＞b＞a＞c     B．d＞b＞c＞a
    C．a＞c＞d＞b     D．a＞c＞b＞d