《腐蚀电化学原理》试卷-2016年
1 金属电化学腐蚀的基本原理(2)
1.2.2 电极电位
二、参比电极
定义：为了满足测量电极电位的相对变化值， 定义：为了满足测量电极电位的相对变化值，而选择的 第二个电极系统，称为参比电极。 第二个电极系统，称为参比电极。 标准氢电极： 标准氢电极：将镀了铂黑的铂浸在氢的分压为一个大气 压的氢气气氛下，氢离子活度为1的溶液中构成的电极 压的氢气气氛下，氢离子活度为1 系统，称为标准氢电极。 系统，称为标准氢电极。
H 2 ⇔ 2 H + + 2e
O2 + 4e + 2 H 2 O ⇔ 4OH −
1.2.2 电极电位
六、电极电位的测量
测量实例 氢标电位：以标准氢电极为参考电极测出的电位值称为氢标 以标准氢电极为参考电极测出的电位值称为氢标
电位，记为 电位，记为E(vs SHE) 。
1.2.3 金属电化学腐蚀的热力学条件
1. 采用系统自由能变化值△G作判据 采用系统自由能变化值△ 作判据
△G < 0，腐蚀反应可能发生，且越负反应倾向越大； ，腐蚀反应可能发生，且越负反应倾向越大； △G＝0，反应处于平衡状态； ＝ ，反应处于平衡状态； △G > 0，腐蚀不可能发生。 ，腐蚀不可能发生。
1.2.3 金属电化学腐蚀的热力学条件
过程装备腐蚀与防护
第一章 电化学腐蚀的基本原理
内容提要
电池过程
原电池 腐蚀原电池 腐蚀电池类型 化学腐蚀和电化学腐蚀
腐蚀速度
极化与超电压 极化曲线和极化图 腐蚀极化图的应用 金属腐蚀程度表示法
电极电位
双电层理论 电极电位
析氢腐蚀和耗氧腐蚀 金属钝性
钝化现象 钝化理论
金属电化学腐蚀的热力学 条件 钝化特性曲线分析 金属钝性的应用
电化学原理试题及答案
电化学原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列关于电化学的说法，错误的是（）A. 电化学反应中有电子的转移B. 电化学反应分为氧化反应和还原反应C. 电化学反应不需要外界提供能量D. 电化学反应中，电极上发生的是氧化还原反应答案：C2. 下列哪个不是电解质（）A. NaClB. H2SO4C. C6H12O6（葡萄糖）D. KOH答案：C3. 下列关于原电池的说法，错误的是（）A. 原电池是一种将化学能转化为电能的装置B. 原电池的两极分别是阳极和阴极C. 原电池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D. 原电池工作时，电子从阳极流向阴极答案：B4. 下列关于电解池的说法，错误的是（）A. 电解池是一种将电能转化为化学能的装置B. 电解池的两极分别是阴极和阳极C. 电解池中，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应D. 电解池工作时，电子从阴极流向阳极答案：D5. 下列关于电极电位的说法，错误的是（）A. 电极电位是电极与溶液之间电位差的绝对值B. 标准电极电位是指电极在标准状态下的电极电位C. 电池的电动势等于正极电极电位减去负极电极电位D. 电极电位的大小反映了电极得失电子的能力答案：A二、填空题（每题3分，共30分）6. 在原电池中，负极发生______反应，正极发生______反应。
答案：氧化、还原7. 电解质溶液导电的主要载体是______和______。
答案：阳离子、阴离子8. 在电解过程中，阴极附近溶液的______浓度逐渐增大，阳极附近溶液的______浓度逐渐增大。
答案：阳离子、阴离子9. 电池的电动势等于______电极电位减去______电极电位。
答案：正极、负极10. 下列反应在酸性溶液中，氧化剂是______，还原剂是______。
MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O答案：MnO4-、Fe2+11. 在下列反应中，氧化产物是______，还原产物是______。
高二化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析
高二化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析1.下列物质的说法正确的是A．芳香烃可以来自于煤干馏产品中的煤焦油B．聚氯乙烯可用于制作食品包装袋C．镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀D．在铁的吸氧腐蚀中，负极是炭，电极反应为2H2O＋O2＋4eˉ=" 4OHˉ"【答案】A【解析】B聚氯乙烯是有毒物，C锌比铁活泼，可以起到保护铁的作用，而锡的活泼性比铁弱，不能起到保护铁作用。
D铁是负极，碳是正极。
所以答案选A【考点】考查化学的基本概念和基本理论的相关知识点2.如下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①【答案】A【解析】以①作参照物，进行比较。
在②中构成了原电池。
由于活动性Fe>Sn，所以Fe作负极，加快了Fe的腐蚀，因此②>①，在③中构成了原电池。
由于活动性Zn>Fe，所以Zn作负极，首先被腐蚀的的是Zn Fe得到了保护，腐蚀比原来慢。
因此腐蚀速率①>③。
④构成的是电解池，Fe是活性电极。
由于Fe与电源的正极连接，作阳极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+．腐蚀的速率比作原电池的负极还要快。
因此腐蚀速率④>②。
所以铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③。
选项为A。
【考点】考查铁在不同情况下被腐蚀的快慢的顺序的知识。
3. [双选题]下列说法正确的是()A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化【答案】CD【解析】金属的腐蚀就是金属失电子被氧化的过程，因此D正确；析氢腐蚀和吸氧腐蚀是由于水膜酸性不同，正极反应就不同，C正确；原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用于防止金属的腐蚀，如轮船外壳镶嵌锌块；不锈钢、镀锌铁等中的Fe均不易被腐蚀，A、B不正确。
电化学腐蚀基本原理
0.2224
0.2681 0.337
3电位序与电偶序
电极反应 E0(NHE)
2H2O+O2+4e=4OHI2 +2e=I2-
0.401
0.5346 0.6153 0.771 0.789 0.799 0.920 1.065 1.229
2O
电极反应
Tl3++2e=Tl+ Cr2O72+14H++6e=2Cr3++7H2O
混凝土
宏观电池与微观电池实例
氧化反应（Ｔ２）：Ｃｕ-2e=Ｃｕ2+ 还原反应（Ｔ１）：Ｃｕ2++２e=Ｃｕ
ＣｕＳＯ４
Ｔ１ ＞ Ｔ２
RT ln aCu 2 nF
0
Ｃｕ
宏观电池与微观电池实例
阳极反应：Fe-2e=Fe2+ 阴极反应：O2 +２Ｈ２Ｏ+ ４e=４ＯＨ－
晶粒与晶界边缘形成原 电池
0
p
G 0 0 RT ln K
4电位-pH图
2.1 电位-pH图原理
用途：判断反应的可能性（给定电位和pH）；
了解体系稳定物态和平衡物态；
反应具备的电极电位和pH值。
4 电位-pH图 Fe-H2O系
4 电位-pH图 Fe-H2O系
4 电位-pH图
Fe-H2O系
4 电位-pH图
E0(NHE)
1.25 1.33
Hg2SO4+2e=2Hg+SO4 Fe3++e=Fe2+ Hg2
2++2e=2Hg
Cl2+2e=2ClPbO2+4H++2e=Pb2++2H2O Au3++3e=Au MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O Au++e=Au MnO4-+4H++3e=MnO2+2H2O
腐蚀电化学原理、方法及应用第3章金属腐蚀动力学
交换电流密度的意义
• i 0数值很大，表明电极上可以通过很大的外 电流，而电极电位改变很小，表明这种电 极反应的可逆性大；
i 0数值很小，说明电极上只要有少量的外电流 通过，就会引起电极电位较大的改变，表明这 种电极反应的可逆性小，
意义：可以根据交换电流密度的大小估计某一 电极的可逆性以及衡量电化学平衡到达的速度。
=Q / StnF =It / StnF = i / nF
V与电流密度的关系
i = nFv
i 的单位: A/m2 ，v 的单位: mol/m2s， F = 96500C/mol
电极上的电流密度与化学反应速度成正比 • 常用电流密度(单位电极截面上通过的电流，SI单
位为Am-2)来表示电化学反应速度的大小。
3.1.3 交换电流密度
• 如果电极上没有净电流通过，电极处于平衡状态， 其电极电位为平衡电位Ee。
O + ne
R
此平衡电位下，阴极反应速度和阳极反应速度相等，
方向相反，即
i i i0
交换电流密度
• 在平衡状态下，同一电极上大小相等、方 向相反的电流密度称为交换电流密度，简 称交换电流，以i0表示。
• 电极的两种状态
1. 平衡状态 电学极参反数应)。处氧于化平方衡向状和态还，原其方电向位的为反平应衡速电度位相E等e(热，其力 大小称为交换电流密度，记为i0。
i0 i i
• 2.极化状态 对电极系统通入外电流，电极反应的平衡状态被打 破叫极，化电电位流偏。离平衡电位Ee达到极化电位E。外电流又
• 对应于腐蚀电位的电流密度称为腐蚀电流密度或 腐蚀电流密度，用符号icorr表示。
• 平衡电极→平衡电位
• 非平衡电极→非平衡电位
腐蚀电化学典型习题讲解
V 24 365
V (g.m2.h1) 8.76
VL 1002 10
( g.cm3 )
mm y
9.53102 8.76 mm y 0.107 mm y 7.8
6. 已 知 浸 泡 在 发 烟 硫 酸 中 的 铝 试 样 的 尺 寸 为 50×30×1毫米，试验前的重量为4.0530克， 试验时间为8昼夜，试验后（清除腐蚀产物后） 的重量为4.0189克。铝的比重ρ=2.7克/厘米3。
0.0591 lg( 1.8 ) 0.02V 1.8 1
id
nFD
c0
96500
9.5
1010
0.01103 mol 5104 m
/
m3
1.8335Agm2
8、金属M在不含氧的酸中腐蚀，pH=1，25℃，反应 是M + 2H+ ≒ M2++ H2。由下面给出的数据计算金 属的腐蚀速度。 1) 当外电流作用下，阴极极化到-0.78V（S.H.E） 时所须外电流密度是多少？ 2) 当阴极极化到-0.82V（S.H.E）时外电流密度是 多少？此时金属是否腐蚀？ 已知： 对于M：φe0= -0.76V(S.H.E)， aM2+ =10-2M， iM0=10-3A/cm2， n=2， α=0.5 对于H2：iH20=10-8A/cm2，n=1, α=0.5
0.0591 0.118lg
0.00891 108
0.761 V
2.3RT F
lg
ic iM0
e,M
0.0591lg 0.00891 0.819 0.762
0.001
电化学原理作业习题和答案
电化学原理作业习题和答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 以下哪种现象不属于电化学腐蚀的基本过程？A. 阳极溶解B. 阴极还原C. 电子转移D. 电解质溶液中离子的迁移答案：C2. 在下列电池中，哪个电池是碱性电池？A. 铅酸电池B. 锌锰电池C. 镍氢电池D. 镍镉电池答案：C3. 下列哪个因素不会影响电极电势？A. 电极材料B. 电极表面积C. 电流强度D. 电解质溶液的浓度答案：C4. 在电化学反应中，电子从哪个电极流向另一个电极？A. 正极B. 负极C. 阳极D. 阴极答案：B5. 以下哪个电池不能重复充电？A. 镍氢电池B. 镍镉电池C. 锂电池D. 铅酸电池答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 电化学腐蚀的基本过程包括________、________和________。
答案：阳极溶解、阴极还原、电解质溶液中离子的迁移2. 电池的电动势等于________与________之差。
答案：正极电势、负极电势3. 在电化学反应中，电子从________流向________。
答案：负极、正极4. 电池的正极是________，负极是________。
答案：阳极、阴极5. 原电池的电动势是由________决定的。
答案：电极材料和电解质溶液的浓度三、判断题（每题2分，共10分）1. 电化学腐蚀是由金属与电解质溶液接触引起的。
（）答案：√2. 在电化学反应中，电子从正极流向负极。
（）答案：×（正确答案：电子从负极流向正极）3. 电池的电动势与电流强度成正比。
（）答案：×（正确答案：电池的电动势与电流强度无关）4. 原电池的电动势是由电极材料和电解质溶液的浓度决定的。
（）答案：√5. 电池的正极是阳极，负极是阴极。
（）答案：√四、简答题（每题5分，共15分）1. 简述电化学腐蚀的基本过程。
答案：电化学腐蚀的基本过程包括阳极溶解、阴极还原和电解质溶液中离子的迁移。
阳极溶解是指金属在电解质溶液中失去电子，形成阳离子；阴极还原是指电解质溶液中的阳离子在阴极得到电子，还原成金属；电解质溶液中的离子迁移是指在电场作用下，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。
电化学2016全国高考真题集
1、(2016年北京理综)B 12.用石墨电极完成下列电解实验。
下列对实验现象的解释或推测不合理．．．的是 A 、a 、b 处：-2222e =2H O H OH -+↑+ B 、b 处：22l 2l C e C ---=↑C 、c 处发生了反应：22Fe e Fe -+-=D 、根据实验一的原理，实验二中m 处能析出铜2、(2016年北京理综26)(13分)用零价铁（Fe ）去除水体中的硝酸盐（NO 3—）已成为环境修复研究的热点之一。
（1）Fe 还原水体中NO 3—的反应原理如右图所示。
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是_________。
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO 3—的去除率和pH ，结果如下：pH=4.5时，NO 3—的去除率低。
其原因是________。
（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe 2+可以明显提高NO3—的去除率。
对Fe2+的作用提出两种假设：学科&网Ⅰ. Fe2+直接还原NO3—；Ⅱ. Fe2+破坏FeO（OH）氧化层。
①做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_______。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。
结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2+提高NO3—去除率的原因：______。
pH =4.5（其他条件相同）（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。
26．(13分)（1）①铁②NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O，（2）FeO(OH)不导电，阻碍电子转移（3）①本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率。
②Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+，Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子的转移。
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武汉大学动力与机械学院
2015～2016学年下学期研究生
《腐蚀电化学原理》试卷
学号：姓名：得分：
1.（30分）对于铁在酸性硫酸钠溶液中的腐蚀，假设铁的表面活性较低，且铁
表面上析氢反应符合缓慢放电机理。
（1）试写出铁阳极溶解反应和阴极析氢反应的机理；（2）根据反应机理，推导这两个反应的动力学方程（i ~ E方程），并确定其动力学参数（反应级数、Tafel斜率等）；（3）根据文献实测数据分析上述两个反应机理的合理性；（4）建立该腐蚀体系的稳态极化方程。
2.（15分）简述对活化极化控制的电偶腐蚀进行动力学分析的基本出发点和假
设（阳极上去极化剂的阴极还原反应不可忽略），推导其电偶腐蚀效应系数公式，并据此分析阴极性杂质的含量和性质对电偶腐蚀的影响规律。
3.（10分）试分析式（7-2-30）中B > 0的意义。
4.（20分）如何通过EIS测量判断电极电位对负催化效应缓蚀剂吸附覆盖率的
影响趋势？简述其原理和方法。
这种方法是否适用于几何覆盖效应缓蚀剂？
为什么？
5.（25分）金属处于稳定钝态及孔蚀诱导期和发展期3种状态下的EIS各有何
特点？试从理论上分析其原因，并引用近5~10年内的文献实例加以证明。
要求：
1. 答题力求简明扼要，言之有据，引用文献；
2. 严禁抄袭（包括抄书）！发现抄袭现象，将对所有相关试卷扣减10~20分；
3. 2016年8月8日以前，将答卷（Word和PDF）及引用文献的电子版发到zfli@。