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铁生锈是我们日常生活中常见的现象。当铁制品暴露在空气中时，会与氧气和水发生复杂的电化学反应，最终形成我们看到的红棕色铁锈。这个过程需要氧气、水分和铁三个基本条件同时存在。
铁生锈的第一步是形成原电池。当铁表面存在杂质或不均匀性时，会形成微小的原电池结构。在这个过程中，铁作为负极也就是阳极，失去电子被氧化成亚铁离子。反应式为：铁原子失去两个电子，变成带正电的亚铁离子。
第二步是氧气的还原反应。在与铁接触的水膜中，溶解的氧气作为正极也就是阴极被还原。氧气分子与水分子和电子结合，生成氢氧根离子。这个反应通常发生在中性或弱碱性条件下。反应式为：一个氧气分子加上两个水分子和四个电子，生成四个氢氧根离子。
第三步是离子的迁移与结合反应。亚铁离子和氢氧根离子在水中迁移并结合，生成氢氧化亚铁。但是氢氧化亚铁不稳定，很容易被空气中的氧气进一步氧化成氢氧化铁。这个过程包括两个反应：首先是亚铁离子与氢氧根离子结合，然后氢氧化亚铁被氧气氧化。
最后一步是脱水形成铁锈。氢氧化铁不稳定，会发生脱水反应，形成成分不固定的水合氧化铁，这就是我们通常看到的红棕色铁锈。整个铁生锈过程是一个复杂的电化学反应，需要氧气和水的同时存在。电解质如盐分和酸性环境会显著加速这个生锈过程。这就是为什么海边或工业污染地区的铁制品更容易生锈的原因。