孙旭

人民教育出版社初中化学课本中“酸的化学性质”实验：在盛有稀盐酸和稀硫酸的试管中分别放入一根锈铁钉，发现盐酸除锈的效果好，锈铁钉放入稀盐酸中几秒后酸液就变成黄色，2分钟后锈铁钉表面变成银白色，而放在稀硫酸中的锈铁钉几乎没有变化。

为何出现这个奇怪的现象？硫酸可不可以除锈？如果可以，又有什么条件？

一、研究过程

1.准备

配置5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%不同浓度的硫酸溶液500ml备用。

2.硫酸溶液浓度与酸洗时间的关系

把锈铁片切成相同的九段，20℃时硫酸溶液除锈情况如表1。

3.酸洗所需时间与温度的关系

把锈铁片切成相同的九段，用浓度为20%的硫酸溶液除锈情况如表2。

二、实验结论

1.锈铁片表面氧化物与硫酸作用的同时，硫酸也透过氧化层与裸露铁发生置换反应，在硫酸溶液中放入锈铁片将发生下列化学反应：

Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+ Fe2（SO4）3+4H2O

Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O

FeO+H2SO4=FeSO4+H2O

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

Fe3O4、Fe2O3、FeO与硫酸反应生成易溶于水的铁盐，铁与硫酸反应生成氢气，氢气从金属表面析出时使氧化物、锈蚀层从基体上剥离。Fe3O4、Fe2O3与硫酸反应迟缓，新生成的氢气可以把Fe3O4、Fe2O3还原成FeO，加快除锈速度。

2.硫酸溶液浓度在15%至25%时，反应时间最短。浓度较高的硫酸溶液有强氧化性，對铁锈的溶解能力极弱，可使铁表面形成不溶性氧化层而钝化。当浓度超过40%时，除锈时间显著延长。

3.提高硫酸溶液温度可缩短除锈时间。但温度不宜过高，一般加热到50℃至70℃为宜。

4.随着除锈时间延长，酸液中铁离子的浓度不断增加，铁盐含量的增加会减弱酸液的除锈能力。当铁离子的浓度达到极限值时，酸液丧失除锈能力，应更换溶液。