电化学腐蚀

金属的电化学腐蚀是由于发生原电池反应而引起的。例如，在潮湿的空气中，金属表面吸附了一层水膜，这层水膜中又溶解有少量CO2、SO2、O2等气体，结果在金属表面形成了一薄层电解质溶液。钢铁是铁和碳的合金，它可以与表面的一层电解质溶液形成很多微小的原电池。在此原电池中，铁作为负极，碳作为正极。

若钢铁表面形成的溶液呈酸性，则H＋在正极获得电子变为H2，负极的Fe失去电子成为Fe2＋进入水膜，发生析氢腐蚀。其电极反应为：

负极：Fe－2e－===Fe2＋；

正极：2H＋＋2e－===H2↑；

电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

若钢铁表面形成一层中性或偏碱性的电解质溶液，则溶解在水中的氧将在正极获得电子，发生吸氧腐蚀。其电极反应为：

负极：2Fe－4e－===2Fe2＋；

正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；

电池反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；

Fe(OH)2可进一步氧化成Fe(OH)3，反应的化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；

Fe(OH)3失水变成铁锈(通常以Fe2O3·nH2O表示)。

二、实验步骤

原电池实验

(1)在一块锌片(10 cm×3 cm)和一块铜片(10 cm×3 cm)之间放一块海绵，用棉线或橡皮筋固定好。用导线把小灯泡(2.5 V、0.3 A)和锌片、铜片连接起来，插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图所示)，观察到的现象为铜片上有气体放出，灯泡出现短时间发光。

(2)一段时间后，向烧杯中加入1～2 g重铬酸钾晶体(或高锰酸钾晶体，或5～10 mL 6% H2O2溶液)，振荡，观察到的现象为灯泡又开始发光，亮度增大且持续时间较长。

(3)改用ZnC、AlCu为电极材料，分别与稀硫酸组合成原电池，按照上述实验装置和操作方法进行实验，会观察到类似的实验现象。

制作氢氧燃料电池

(1)把两根碳棒放在酒精喷灯(或煤气灯)火焰上灼烧2～3 min后，立即投入到冷水中，反