古詩詞大全網 - 成語故事 - 2014 福建理綜 為什麽C區域腐蝕最嚴重?

2014 福建理綜 為什麽C區域腐蝕最嚴重?

福建省2014年理綜試題,題24涉及電化學腐蝕的內容。要求考生判斷,海水對鐵閘的腐蝕,生成鐵銹最多的位置。答案是鐵閘緊靠水線下的區域,,而不是在鐵閘的下部。這是為什麽呢?

鋼鐵的電化腐蝕,生銹和腐蝕是不同的兩個概念,鐵氧化轉化為亞鐵離子,變質損壞,是腐蝕;鐵生成水合氧化鐵是生銹。兩個過程經常相伴發生。中學教材對鋼鐵吸氧腐蝕,是從微觀上做最粗略的分析:鋼鐵在溶解有氧氣的中性或酸性很弱的溶液中發生吸氧腐蝕時,鐵失去電子氧化為亞鐵離子被腐蝕;水中溶解氧從鋼鐵的碳上結合電子還原為氫氧根離子。和亞鐵離子結合成氫氧化亞鐵,並進壹步轉化為鐵的氧化物水合物,形成鐵銹。

實際上,鋼鐵閘門在海水中發生吸氧腐蝕的過程中,發生的原電池反應,主要是由於水中不同部位溶解氧的濃度不同而引起的。在空氣與海水(或含電解質的溶液)的交界面附近,氧氣的濃度比下層大,

鐵閘門在空氣和溶液交界面附近的區域,鐵碳和溶解氧間的電極電勢比較高,成為正極,發生還原反應:O2+4e-+2H20===4OH-;而鐵閘門下部區域成為負極,發生氧化反應:Fe-2e-====Fe2+。所生成的亞鐵離子擴散到接近水面區域,和OH-形成Fe(OH)2,並繼續演化形成鐵銹。(當然,上部區域的OH-也會擴散到下部,但是,下部氧氣少,形成鐵銹能力弱。)相反,下部的鐵閘氧化腐蝕的程度大於接近水面的區域。這在日常生活中是可以觀察到的,如釘入木頭很久的銹鐵丁,釘的下部比上部腐蝕更嚴重,變的更細,釘上部表面銹的厲害。

由於我國中學教材沒有介紹農差電池,學生對該問題的理解判斷會有困難。有人認為,這道試題,有助於糾正教學中把鐵的腐蝕和生銹混為壹談的弊病,讓師生明白腐蝕最厲害和生銹最多的部位並非壹致的。