Question

关于铁铝和铜以及浓硝酸做原电池问题

老师说铁被钝化后 铜作负极 铁为正极反应下去 但我觉得不对 首先铁被钝化 钝化是化学反应吧 那么钝化时铁要失电子 电子一失立刻就会顺着导线到铜那里去了 铁周围的溶液得不到电子 何以钝化? 其次 即使被钝化了 那么铜的电子会顺着导线到铁 然而 铁的周围是有一层 致密 的氧化膜 电子都无法通过氧化膜 接触不了溶液 那么这个原电池就无法形成 何来反应? 我问了老师 老师说能钝化 电子能通过氧化膜 这明显是敷衍嘛 我也懒得问他了 所以我就只好来求助你们了 一定要说明白阿 不要去复制内容 还有 我现在是高一 如果有涉及我还未学的知识给我点一下内容 我会自己下去了解 如果能够让我理解透彻的话 感激不尽 重金悬赏
那么还有一个问题就是铁周围的溶液到底是怎样得到电子形成氧化膜钝化铁的 电子不是一直都朝铜跑吗?

Answer 1

第一个问题你说的对，一开始铁被钝化，就原电池来说确实是铁做负极，但是就高中知识来说，就考试来说不会要求细致到这种程度，所以这一开始不稳定的状态是不用考虑的，高中化学只考虑稳态。
第二个问题，氧化铁中也有电子，而且它本身还是离子，导电不是只有自由电子可以导电，你想想活性碳棒里面也没有自由电子，为什么它可以导电？至于为什么可以导电，这个就不是高中的知识可以理解了。

就现象而言，在一开始钝化过程中，铁失去电子为负极，那么正极就是铜的一端，硝酸根得到电子生成NO2.该过程十分迅速，而且NO2会和水反应生成硝酸和NO，NO和O2又会生成NO2，所以通常情况下是观察不到这个过程，但是理论分析还是可以的。钝化之后铜为负极，然后铁为正极。
金属氧化物导电涉及到晶体结构，金属氧化物一般属于离子晶体，如果该晶体是一个完美晶体，晶格没有缺陷，那么它是不导电的。但是就钝化来说，形成的晶体是不完美的，其中甚至不完全是离子键，可能还有共价键存在，所以该晶格是不完美的，化学键也不是单纯的，那么它就会导电。大概就是这样，具体需要参看大学教材，你也可以看一下这个帖子的讨论。http://emuch.net/html/201011/2595586.html

形成氧化膜是形成了氧化铁么不是，这个不是铁失去电子啊，怎么会是得到电子的呢

追问

我是说铁周围的溶液怎么得到电子以致形成氧化膜的 不是铁

追答

所谓氧化膜就是γ-Fe2O3么，反应就是Fe和浓硝酸反应生成氧化铁和NO2么。这个在这里也是一个原电池反应啊，电子确实是通过导线到铜那一极，但是溶液中是离子得失电子么，这个就不是和一般的原电池一样的么。

追问

还是没明白你的意思 那你告诉我氧化膜是怎样形成的 具体过程 或者说方程式 铁周围的溶液时如何形成氧化膜

追答

氧化膜又不是溶液的，氧化膜是铁形成的啊。个氧化膜形成的机理人家都还没有完整的解释的说。
Fe ===Fe2+ + 2e-；3Fe + 4H2O === Fe3O4 + 8H+ + 8e -；2Fe + 3H2O== Fe2O3 + 6H+ + 6e-；4OH- ===O2 + 2H2O + 4e -。大概就是这样子的一个解释。
成相膜理论：金属钝化的原因是表面上生成成相的保护性固体产物膜(多数为氧化物膜)，将金属和溶液机械隔离开。由于氧化物膜溶解速度很小，因而使金属腐蚀速度大大降低。
吸附理论：金属钝化的原因是金属表面(或部分表面)上形成了氧或含氧粒子的吸附层，使金属表面的化学结合力饱和，阳极反应活化能增大，因而金属溶解速度降低。即吸附理论强调了钝化是金属反应能力降低造成的，而不是膜的机械隔离。

Answer 2

418143564 | 六级 上面这个老师解释的很好，你老师也没有说错，电子是可以透过氧化膜的，你看一下《选修3》离子晶体的晶胞构成，电子是可以传导的。上面这位老师真细心耐心呵呵