鐵和鋁在濃硫酸 硝酸中鈍化,請問生成緻密氧化膜的成分與結構

時間 2021-10-14 23:39:24

1樓:

金屬的鈍化

(1)鈍化現象

如果在室溫時試驗鐵片在硝酸中的反應速率以及與硝酸濃度的關係,我們會發現鐵的反應速率最初是隨硝酸濃度的增大而增大。當增大到一定程度時,它的反應速率迅速減小,繼續增大硝酸的濃度時,它的反應速率更小,最後不再起反應,即鐵變得“穩定”了,或者像一般所說的,鐵發生“鈍化”了。

不僅鐵,其他一些金屬也可以發生鈍化。例如,cr、ni、co、mo、al、ta、nb和w等,其中最容易鈍化的金屬是cr、mo、al、ni、fe。

不僅硝酸,其他強氧化劑如濃硫酸、氯酸、碘酸、重鉻酸鉀、高錳酸鉀等,都可以引起金屬的鈍化。

在個別情況下,少數金屬能在非氧化劑介質中鈍化。例如,鎂在hf中鈍化,鉬和鈮在hcl中鈍化。

一般地說,鈍化後的金屬,在改變外界鈍化條件後,仍能在相當程度上保持鈍化狀態。例如,鐵在濃硝酸中鈍化後,不僅在稀硝酸中保持穩定,而且在水、水蒸氣及其他介質中也能保持穩定。鈍化後的鐵不能從硝酸銅溶液中置換出銅。

有許多因素能夠破壞鈍化狀態,或者阻止金屬鈍態的生成。將溶液加熱或加入活性離子,如cl-、br-、i-等和還原性氣體如氫(特別是在加熱時)都能使鈍態金屬活性化。

使金屬鈍化的方法,除了把金屬浸在濃酸裡外,還可以把金屬作為電極(陽極)通過電流使它發生氧化。當電流密度增大到一定程度時,金屬就能被鈍化。

(2)鈍化的機理

現在大都認為,金屬的鈍化是由於金屬和介質作用,生成一層極薄的肉眼看不見的保護膜的結果。這層薄膜通常是氧和金屬的化合物。例如,在有些情況下,鐵氧化後生成結構較複雜的氧化物,其組成為fe8o11。

鈍化後的鐵跟沒有鈍化的鐵有不同的光電發射能力。經過測定,鐵在濃硝酸中的金屬氧化膜的厚度是 3nm~4 nm。這種薄膜將金屬表面和介質完全隔絕,從而使金屬變得穩定。

(3)鈍化的實際應用

鈍化能使金屬變得穩定。從本質上講,這是由於金屬表面上覆蓋了一層氧化膜,因而提高了金屬的抗腐蝕效能。

為了提高金屬的防護效能,可採用化學方法或電化學方法,使金屬表面覆蓋一層人工氧化膜。這種方法就是通常說的氧化處理或發藍。它在機械製造、儀器製造、**、飛機及各種金屬日用品中,作為一種防護裝飾性覆蓋層而廣泛地被採用。

2樓:泰坦中子

緻密氧化膜的成分很複雜,其組成總式為fe8o11.

鋁和鐵在濃硝酸和濃硫酸中鈍化具體是發生了什麼化學反應?

3樓:假面

鋁和鐵具有還原性,硫酸和硝酸具有強氧化性,在冷酸的情況下會發生化學反應,但是熱酸不會 其實就是這兩種強酸與金屬反應生成了氧化物防止繼續腐蝕

3fe+4h₂so₄(濃)=fe₃o₄+4so₂+4h₂o

2al+3h₂so₄(濃)=3h₂o+3so₂+al₂o₃

鐵是比較活潑的金屬,在金屬活動順序表裡排在氫的前面,化學性質比較活潑,是一種良好的還原劑。鐵在空氣中不能燃燒,在氧氣中卻可以劇烈燃燒。

鐵是變價元素,0價只有還原性,+6價只有氧化性,+2,+3價既有還原性又有氧化性。在置換反應中一般顯+2價,但有少數顯+3價,如溴化亞鐵和過量氯氣反應:

擴充套件資料:

鋁是活潑金屬,在乾燥空氣中鋁的表面立即形成厚約50埃(1埃=0.1奈米)的緻密氧化膜,使鋁不會進一步氧化並能耐水;但鋁的粉末與空氣混合則極易燃燒;熔融的鋁能與水猛烈相應的金屬;鋁是兩性的,極易溶於強鹼,也能溶於稀酸。

與酸反應

2al +6hcl ==== 2alcl₃+ 3h₂↑

2al + 3h₂so₄(稀)==== al₂(so₄)₃+ 3h₂↑

al + 6hno₃(濃)==δ==al(no₃)₃+ 3no₂↑+ 3h₂o

al + 4hno₃(稀)==== al(no₃)₃+ no↑+ 2h₂o

8al + 30hno₃(較稀)====8al(no₃)₃+ 3n₂o↑+ 15h₂o

8al + 30hno₃(極稀)====8al(no₃)₃+ 3nh₄no₃+ 9h₂o

6ch₃cooh+2al=2al(ch₃coo)₃+3h₂↑

一般情況下,鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵,有氣泡產生。實際情況下則較複雜。但鐵遇冷的濃硫酸或濃硝酸會鈍化,生成緻密的氧化膜(主要成分fe3o4)故可用鐵器裝運濃硫酸和濃硝酸。

鐵與非氧化性酸(鹽酸)、硫酸、硫、硫酸銅溶液等反應時失去兩個電子,成為+2價;與硝酸反應時要看物質的量之比和硝酸的濃度。

4樓:橘說娛樂

發生了氧化反應.鐵鋁表面被快速氧化,生成一層緻密的氧化物膜(成分複雜)

鈍化其實是氧化膜阻止酸繼續進入,就保護了內部的金屬

不過,加熱下鐵鋁及其氧化膜將溶解.

5樓:眾星之管理者

鋁和濃硝酸、濃硫酸反應,被氧化生成al2o3,阻止反應進一步進行,還原產物是no2以及so2.

鐵和濃硝酸、濃硫酸反應,被氧化生成fe3o4,阻止反應進一步進行,還原產物是no2以及so2.

6樓:

因為鐵和鋁與冷的濃硝酸反應會被氧化生成一層緻密的氧化膜,從而使在氧化膜之內的金屬不會和濃硝酸接觸,避免反應,這就是鈍化現象.

然而一旦加熱,這層氧化膜會進一步和濃硝酸反應,使氧化膜被溶解,所以被保護的金屬也和硝酸接觸,就會繼續發生反應.

你要這樣想,在熱的濃硝酸中,即使還會生成氧化膜,也會被濃硝酸溶解,這就是鐵鋁不會和熱的濃硝酸鈍化,冷的就可以的原因.

鐵,鋁在濃硫酸中鈍化在表面形成的那一層緻密的氧化物薄膜是什麼物質?

7樓:彥

鐵是四氧化三鐵,鋁是三氧化二鋁。

望採納。

8樓:匿名使用者

四氧化三鐵和三氧化二鋁

9樓:匿名使用者

氧化膜的成分極為複雜,不是由單一的某種成分構成

鋁和鐵在濃硝酸和濃硫酸中鈍化具體是發生了什麼化學反應

假面 鋁和鐵具有還原性,硫酸和硝酸具有強氧化性,在冷酸的情況下會發生化學反應,但是熱酸不會 其實就是這兩種強酸與金屬反應生成了氧化物防止繼續腐蝕 3fe 4h so 濃 fe o 4so 4h o 2al 3h so 濃 3h o 3so al o 鐵是比較活潑的金屬,在金屬活動順序表裡排在氫的前面...

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