金属腐蚀学习题
金属腐蚀理论总复习题
金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章 绪论 思考题1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法：深度：年腐蚀深度 （p V ）V P =t h ∆=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V -代表失重腐蚀速度； t 是腐蚀时间，单位y ；d 是金属材料的密度；V P 所以的单位是mm/y 。
失重：失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ； W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ；S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。
计算题计算题1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp ，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有： V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001=0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y(25℃)中有：对铝在30%HNO3Vˉ=△Wˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6=0.3391g/㎡∙h/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3d=m铝说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀( 25℃)有：（2）对不锈钢在20%HNO3表面积S=2π×0.0152＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2∙h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表面积S=2π×0.022＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
腐蚀与防护复习题(2)
《金属腐蚀与防护》复习题2022.6第一章绪论.什么是金属的腐蚀？局部腐蚀主要有哪些类型？1.金属腐蚀速度的三种主要表达方式？为什么可以用阳极溶解电流来评价金属腐蚀的速度?2.化学腐蚀和电化学腐蚀的共性与差异？其次章电化学腐蚀热力学.平衡电极电位是如何定义的？在什么条件下才可能建立体系的平衡电极电位？铁放在酸性溶液中能够建立起平衡电极电位吗？平衡电极电位对金属的腐蚀的倾向和腐蚀的速度有什么影响？1.什么是非平衡电极电位？它通常是如何获得的？2.标准电极电位的定义？标准电极电位是如何获得的？3.对参比电极的最基本要求是什么？4.电化学腐蚀发生的根本条件是什么？合金中杂质或其次相的存在对金属腐蚀倾向和腐蚀速度有何影响？5.金属发生腐蚀时，外表至少会有几个电极反响？金属在无氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗？为什么？金属在有氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗？6. 一根装运弱酸性化学溶液的碳钢管，由于匀称腐蚀，一年要更换一次。
为了改善管子的耐腐蚀性能，提高使用寿命，对管子内外表实施了化学镀Ni-P非晶镀层的处理，可是管子在投入使用不到2个月却发生了穿孔泄漏。
请从电化学腐蚀的角度分析其可能成因。
第三章电化学腐蚀动力学.什么是电极的极化现象？极化发生的本质缘由是什么？极化对金属腐蚀的速度有什么影响？1.试解释金属的自腐蚀电位和自腐蚀电流的含义？自腐蚀电位是平衡电极电位吗？他们与金属的腐蚀速度有什么关系？金属铁板放置在3%NaCl水溶液中，稳定一段时间后，通过试验测得的开路电位是平衡电位吗？2.阳极极化有儿种类型？成因是什么？3.由图3.11,分析溶液中硫化物及金属中其次相的存在对金属腐蚀速度的影响。
4.塔菲尔方程的基本表达式〃=成立图3.11钢在非氧化酸中的腐蚀极化图5 .电化学极化（活化极化）和浓差极化的形成缘由是什么？第四章析氢腐蚀与吸氧腐蚀•依据n 产曲+6log 九,分析影响析氢过电 位的因素。
金属腐蚀学习题
腐蚀学第一章习题1、导出腐蚀速度mm/a与mg/dm2·d间的一般关系式。
思考题2、什么是腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?3、举例说明研究腐蚀的意义.4、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别是什么？5、金属的主要腐蚀形态有哪些？10、表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有什么联系？这些腐蚀速度表达式中，哪些是量方程式？哪些是数值方程式？它们之间的主要区别是什么？腐蚀学第二章习题1、计算在25℃和50℃下的2.3RT/F值。
2、计算Zn在0.3mol/L ZnSO4溶液中的电极电位（相对于SHE），换算成SCE电位值是多少？3、计算离子活度为10-6mol/L时，Ag/Ag+、Cu/Cu2+和Fe/Fe2O3/H+的平衡电极电位以及第三个电极的pH 值。
(已知：uo Ag=0 , uo Cu=0 , uo Fe=0, uo Fe2O3=-742.200KJ/mol , uo Ag+= 77.12KJ/mol , uo Cu2+=65.52 KJ/mol, uo H+=0)4、计算25℃时，下列电极的标准电极电位a)、Cu在氰化物溶液中（注意铜为1价）b)、Ni在氨溶液中c)、Zn在碱溶液中5、计算Ag/AgCl电极在1mol/L NaCl溶液中的电位。
6、计算40℃氢分压P H2=0.5atm时氢电极在PH=7的溶液中电极电位。
7、计算25℃时，铁在pH=9.2的0.5mol/L NaCl溶液中的电极电位。
10、Zn(阳极)与氢电极(阴极)在0.5mol/L ZnCl2溶液中组成电池的电动势为+0.590V，求溶液的pH值。
11、把Zn浸入pH=2的0.001 mol/LZnCl2溶液中，计算该金属发生析氢腐蚀的理论倾向。
(以电位表示)12、计算镍在pH =7的充空气的水中的理论腐蚀倾向。
假定腐蚀产物为H2和Ni(OH)2, Ni(OH)2的溶度积为1.6×10-16。
13、铜电极和氢电极(P H2=0.2MPa)浸在Cu2+活度为１且pＨ＝１的硫酸铜溶液中组成电池，求该电池的电动势，并判断电池的极性。
高中化学(新人教版)选择性必修一课后习题：金属的腐蚀与防护(课后习题)【含答案及解析】
金属的腐蚀与防护课后篇素养形成必备知识基础练1.下列与金属腐蚀有关的说法不正确的是()A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应项,铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为铝易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化物保护膜,使内部金属不被腐蚀。
2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。
观察到:开始时导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管液面。
以下有关解释合理的是()A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时,碳极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-D.具支试管中溶液pH逐渐减小解析发生原电池反应时,生铁片中的碳是原电池的正极,A错误;雨水酸性较强,开始时铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面上升,B错误;导管内液面上升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳为正极,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,C正确;铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液pH均增大,D错误。
3.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置,下列有关说法错误的是()A.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快,失电子被氧化成Fe2+;在正极氧气得电子发生还原反应生成OH-,故向石墨电极附近吹入O2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入O2的腐蚀速率大;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增加,增大腐蚀速率;若将石墨电极换成Mg电极,则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈。
4.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:下列说法不正确的是()A.在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀B.在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e- 2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减小解析C项,在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-。
第4章 电化学基础与金属腐蚀(课后习题及参考答案)Yao
第四章电化学基础与金属腐蚀1）查出下列电对的标准电极电势值，判断各组中哪种物质是最强的氧化剂？哪种物质是最强的还原剂？-/Cr ;① MnO-4/Mn+2, Fe+3/Fe+2; ② Cr2O-27/Cr+3，CrO2③ Cu+2/Cu，Fe+3/Fe+2，Fe+2/Fe。
/Mn+2, Fe+3/Fe+2解：① MnO-4ϕO(MnO-/Mn+2) = 1.51 V ; ϕO(Fe+3/Fe+2) = 0.7714MnO4- (+ H+)是最强的氧化剂，Fe2+是最强的还原剂。
-/Cr② Cr2O-27/Cr+3，CrO2ϕO(CrO-27/Cr+3) = 1.232 V ; ϕO( CrO2-/Cr) = －1.2 V2Cr2O72- (+ H+)是最强的氧化剂，Cr是最强的还原剂。
③ Cu+2/Cu，Fe+3/Fe+2，Fe+2/FeϕO(Cu+2/Cu) = 0.3419 V ; ϕO(Fe+3/Fe+2) = 0.771 V ; ϕO(Fe+2/Fe) = －0.447 VFe3+是最强的氧化剂，Fe是最强的还原剂。
2）对于下列氧化还原反应：①指出哪个物质是氧化剂，哪个物质是还原剂?②写出氧化反应以及还原反应的半反应式(需配平)。
③根据这些反应组成原电池，分别写出各原电池表示式。
(a) 2Ag++ Cu(s) ＝2Ag(s) + Cu+2(b) Ni(s) + Sn4+＝Ni+2+ Sn+2(c) 2I－+ 2Fe3+＝I2 + 2Fe2+(d) Pb(s) +2H++ 2Cl-＝PbCl2(s) + H2(g)解: (a) 2Ag++ Cu(s) ＝2Ag(s) + Cu+2Ag+是氧化剂，Cu(s) 是还原剂。
半反应：还原反应Ag++ e = Ag 氧化反应Cu = Cu+2+ 2e-原电池符号：－) Cu∣Cu+2‖ Ag+∣Ag (+(b) Ni(s) + Sn 4+＝ Ni +2+ Sn +2 Sn 4+是氧化剂，Ni(s) 是还原剂。
(完整版)金属腐蚀与防护课后习题答案
腐蚀与防护试题1化学腐蚀的概念、及特点答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。
是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。
在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。
归纳化学腐蚀的特点在不电离、不导电的介质环境下反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应腐蚀速度与程度与外界电位变化无关2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？答案：氧化膜保护作用条件：①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。
PB原理的数学表示：反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量氧化物的体积： V MO = m'/ ρ '用ϕ = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ）当ϕ > 1 金属氧化膜具备完整性条件部分金属的ϕ值氧化物ϕ氧化物ϕ氧化物ϕMoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2MgO 1.0 CaO 0.7MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于ϕ值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。
Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，ϕ值适中。
高二化学练习题及答案：金属的腐蚀和防护
一、选择题1.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生【解析】选D。
金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，但电化学腐蚀伴有电流产生，所以A错误、D 正确;电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误;钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误。
2.金属发生了原电池反应而被腐蚀叫电化学腐蚀，以下现象与电化学腐蚀无关的是()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银质奖牌久置后表面变暗【解析】选D。
铜锌合金改变金属的内部结构，不易构成原电池;生铁中含杂质碳，易构成原电池，故生锈快;铁质器件附有铜质配件，在接触处易构成原电池而生铁锈;银质奖牌久置后表面变暗是银表面发生氧化反应而致，故D符合题意。
3.下列防腐措施中，利用原电池反应使主要金属得到保护的是()A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的壳体水线以下部分装上锌锭D.金属表面喷漆【解析】选C。
A、D两项是在金属的表面加保护层，B项是改变金属的结构，只有C项符合题意。
【补偿训练】建筑用的钢材在出厂之前都要经过发蓝处理，使其表面生成一层四氧化三铁，其目的是()A.增加钢材的硬度B.增强钢材的抗腐蚀能力C.使钢材美观D.增加钢材的韧性【解析】选B。
发蓝处理，钢材“表面生成一层四氧化三铁”是为了在金属表面覆盖保护层，增强抗腐蚀能力。
金属的电化学腐蚀与防护复习题
金属的电化学腐蚀与防护1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是()选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A 正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B 正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2OC 负极CuCl2溶液b管中有气体逸出D 负极NaOH溶液溶液pH降低答案 C解析电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－失电子发生氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH 溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。
2．(2019·贵州遵义航天高中月考)关于图中装置说法正确的是()A．装置中电子移动的方向：负极→Fe→M溶液→石墨→正极B．若M为滴加酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，铁电极附近溶液显红色C．若M为CuSO4溶液，可以实现在石墨上镀铜D．若将电源反接，M为NaCl溶液，可以用于制备Fe(OH)2并使其较长时间保持白色答案 B解析电子不能进入溶液中，A错误；由图可知铁电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得电子生成氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极附近OH－浓度增大，碱性增强，使酚酞溶液变红，B正确；若M为CuSO4溶液，Cu在铁电极表面析出，C错误；若将电源反接，铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，石墨作阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子生成氢气，溶液中的OH－浓度增大，Fe2＋和OH－反应生成氢氧化亚铁沉淀，但是溶液中的氧气能够将氢氧化亚铁氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，则氢氧化亚铁不能较长时间保持白色，D错误。
金属的电化学腐蚀与防护习题
训练5 金属的电化学腐蚀与防护一、金属的腐蚀1．关于金属腐蚀的叙述中;正确的是A ．金属被腐蚀的本质是M ＋n H 2O===MOH n ＋错误!H 2↑B ．马口铁镀锡铁镀层破损后被腐蚀时;首先是镀层被氧化C ．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D ．常温下;置于空气中的金属主要发生化学腐蚀2．下列事实与电化学腐蚀无关的是A ．光亮的自行车钢圈不易生锈B ．黄铜Cu 、Zn 合金制的铜锣不易生锈C ．铜、铝电线一般不连接起来作导线D ．生铁比熟铁几乎是纯铁容易生锈3．出土的锡青铜铜锡合金文物常有Cu 2OH 3Cl 覆盖在其表面..下列说法不正确的是A ．锡青铜的熔点比纯铜低B ．在自然环境中;锡青铜中的锡可对铜起保护作用C ．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D ．生成Cu 2OH 3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程;但不是化学反应过程二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀4．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是A ．铁为正极B ．碳为正极C ．溶液中氢离子浓度不变D ．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生5．在铁的吸氧腐蚀过程中;下列5种变化可能发生的是 ①Fe 由＋2价转化成＋3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④FeOH 3失水形成Fe 2O 3·x H 2O ⑤杂质C 被氧化除去A ．①②④B ．③④C ．①②③④D ．①②③④⑤6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀;发生的原电池反应为2Fe ＋2H 2O ＋O 2===2FeOH 2..以下说法正确的是A ．负极发生的反应为Fe －2e －===Fe 2＋B ．正极发生的反应为2H 2O ＋O 2＋2e －===4OH －C ．原电池是将电能转变为化学能的装置D ．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀7．如图装置中;U 形管内为红墨水;a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液;各加入生铁块;放置一段时间..下列有关描述错误的是A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀;b试管中发生了析氢腐蚀三、金属的防护方法8．下列金属的防护方法不正确的是A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C．用牺牲锌块的方法来保护船体D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈9．下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是A．在钢铁制品表面镀一层金属锌B．将钢铁制品放置在潮湿处C．在钢铁中加入锰、铬等金属;以改变钢铁结构D．将钢铁制品与电源负极相连10．为了防止钢铁锈蚀;下列防护方法中正确的是A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨;一同浸入海水中C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极11．镁、铝、铁是重要的金属;在工业生产中用途广泛..1镁与稀硫酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________ ____________..2铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________ ____________..3在潮湿的空气里;钢铁表面有一层水膜;很容易发生电化学腐蚀..其中正极的电极反应式为_____________________________________________________________ _______..4在海洋工程上;通常用铝合金Al-Zn-Cd保护海底钢铁设施;其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为___________________________________________________；在实际应用中;用铝合金而不选用纯铝;纯铝不能很好地起到保护作用;其原因是_____________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ____________..12．对金属制品进行抗腐蚀处理;可延长其使用寿命..1以下为铝材表面处理的一种方法：铝材脱脂; 碱洗;水洗;除灰;错误!耐蚀铝材废电解液槽液①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜;碱洗时常有气泡冒出;原因是_____________________________________________________________ ___________用离子方程式表示..为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收;最好向槽液中加入下列试剂中的________..a．NH3b．CO2c．NaOH d．HNO3②以铝材为阳极;在H2SO4溶液中电解;铝材表面形成氧化膜;阳极的电极反应式为_____________________________________________________________ ___________..2镀铜可防止铁制品腐蚀;电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______________________________________________________________________________ ______________..3利用右图装置;可以模拟铁的电化学防护..若X为碳棒;为减缓铁的腐蚀;开关K应置于处..若X为锌;开关K置于M处;该电化学防护法称为________________________________________________________________________..13.钢铁工业是国家工业的基础;请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题..1生产中可用盐酸来除铁锈..现将一生锈的铁片放入盐酸中;当铁锈被除尽后;溶液中发生的化合反应的化学方程式是______________________________________________________________________..2下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________..3在实际生产中;可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀..装置示意图如右：①A电极对应的金属是写元素名称;B电极的电极反应式是___________________________________________________________..②若电镀前铁、铜两片金属质量相同;电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量;二者质量差为 5.12 g;则电镀时电路中通过的电子为mol..③镀层破损后;镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀;请简要说明原因：_____________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ____________..14．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容..为研究铁锈蚀的影响因素;某同学做了如序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题：1上述实验中发生了电化学腐蚀的是填实验序号____________；在电化学腐蚀中;负极反应是_____________________________________________________________ ______；正极反应是_____________________________________________________________ ____；2由该实验可知;可以影响铁锈蚀速率的因素是___________________________________________________________________________________________ ____________；3为防止铁的锈蚀;工业上普遍采用的方法是____________________________________________________________________________________________ ____________答两种方法..15．某研究小组对铁生锈进行研究..1甲同学设计了A、B、C一组实验如图;探究铁生锈的条件..经过较长时间后;甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈..①通过上述实验现象分析;可得出铁生锈的外部条件是____________________________________________________________ ____________；②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为__________________________________________________________________________________________________ ___________；③实验B所用的水要经过__________处理；植物油的作用是____________________________________________________________________；④实验C中碱石灰的作用是____________________________________________________ ____________________..2乙同学为了达到同样目的;设计了实验D如图;发现一段时间后;试管中的液面升高;其原因是___________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________;该实验________填“能”或“不能”说明水对铁钉生锈产生影响..答案1．C 2．A 3．D 4．B 5.A 6.A 7.B 8.B 9.B 10．C11．1Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑22Al＋Fe2O3错误!Al2O3＋2Fe32H2O＋O2＋4e－===4OH－4Al－3e－===Al3＋铝表面易被氧化;生成一层致密而坚固的氧化物薄膜;使金属铝呈现“惰性”12．1①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO错误!＋3H2↑b②2Al＋3H 2O －6e －===Al 2O 3＋6H ＋ 2补充溶液中的Cu 2＋;保持溶液中Cu2＋的浓度恒定 3N 牺牲阳极的阴极保护法13．12FeCl 3＋Fe===3FeCl 2 2BD 3①铜 Cu 2＋＋2e －===Cu ②0.08 ③铁比铜活泼;镀层破坏后;在潮湿环境中形成原电池;铁为负极;加速铁的腐蚀14．13、4、5、6 Fe －2e －===Fe 2＋或2Fe －4e －===2Fe 2＋ 2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH－2湿度、温度、O 2的浓度、电解质的存在3电镀、发蓝等表面覆盖保护层法;牺牲阳极的阴极保护法等 15．1①有水或电解质溶液和氧气或空气②O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －③煮沸或“除去氧气” 隔绝空气或“防止氧气与铁接触” ④吸收水蒸气或“干燥”、“保持试管内干燥环境”2铁的腐蚀要吸收氧气或“氧气参与反应”、“消耗了氧气”使气体体积减少 不能。
金属腐蚀与防护课后习题答案 (1)
腐蚀与防护试题1化学腐蚀的概念、及特点答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。
是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。
在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。
归纳化学腐蚀的特点在不电离、不导电的介质环境下反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应腐蚀速度与程度与外界电位变化无关2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？答案：氧化膜保护作用条件：①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。
PB原理的数学表示：反应的金属体积：V M = m/? m-摩尔质量氧化物的体积： V MO = m'/ ? '用? = V MO/ V M = m' ? /（ m ? ' ）当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件部分金属的?值氧化物?氧化物?氧化物?MoO3 WO3 V2O5Nb2O5 Sb2O5 Bi2O5Cr2O3 TiO2 MnOFeO Cu2O ZnOAg2O NiO PbO2SnO2 Al2O3 CdOMgO CaOMoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。
Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。
这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。
MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。
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腐蚀学第一章习题1、导出腐蚀速度mm/a与mg/dm2·d间的一般关系式。
思考题2、什么是腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?3、举例说明研究腐蚀的意义.4、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别是什么？5、金属的主要腐蚀形态有哪些？10、表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有什么联系？这些腐蚀速度表达式中，哪些是量方程式？哪些是数值方程式？它们之间的主要区别是什么？腐蚀学第二章习题1、计算在25℃和50℃下的F值。
2、计算Zn在L ZnSO4溶液中的电极电位（相对于SHE），换算成SCE电位值是多少？3、计算离子活度为10-6mol/L时，Ag/Ag+、Cu/Cu2+和Fe/Fe2O3/H+的平衡电极电位以及第三个电极的pH 值。
(已知：uºAg=0 , uºCu=0 , uºFe=0, uºFe2O3=mol , uºAg+= mol , uºCu2+= KJ/mol, uºH+=0)4、计算25℃时，下列电极的标准电极电位a)、Cu在氰化物溶液中（注意铜为1价）b)、Ni在氨溶液中c)、Zn在碱溶液中5、计算Ag/AgCl电极在1mol/L NaCl溶液中的电位。
6、计算40℃氢分压P H2=时氢电极在PH=7的溶液中电极电位。
7、计算25℃时，铁在pH=的L NaCl溶液中的电极电位。
10、Zn(阳极)与氢电极(阴极)在L ZnCl2溶液中组成电池的电动势为+，求溶液的pH值。
11、把Zn浸入pH=2的 mol/LZnCl2溶液中，计算该金属发生析氢腐蚀的理论倾向。
(以电位表示)12、计算镍在pH =7的充空气的水中的理论腐蚀倾向。
假定腐蚀产物为H2和Ni(OH)2, Ni(OH)2的溶度积为×10-16。
13、铜电极和氢电极(P H2=浸在Cu2+活度为１且pＨ＝１的硫酸铜溶液中组成电池，求该电池的电动势，并判断电池的极性。
14、计算在pH=0的充空气的CuSO4溶液中铜是否因腐蚀而生成Cu2+（活度为１）和H2（），并以电位差表示腐蚀倾向的大小。
类似的，计算在pH＝10的充空气的KCN溶液中(CN- 活度为是否腐蚀，假定生成Cu(CN)2–离子，其活度为10-4；且下列反应的E0 =–。
Cu(CN)2–+ e =2 CN–+ Cu15、计算下列电池的电动势：Pt∣Fe3+ (αFe3+ = ，Fe2+(αFe2+ = ‖Ag+(αAg+ = ∣Ag，并写出该电池的自发反应，判定哪个电极为阳极？16、计算铜电极在LCuSO4和中构成的浓差电池的电动势，忽略液界电位，写出该电池的自发反应并指出哪个电极为阳极？17、计算40℃时下列电池的电动势：Pt∣O2（），H2O，O2（）∣Pt，并指出该电池的极性，哪个电极为阳极？18、计算氢电极(PH2=1atm)和氧电极(PO2= atm)在溶液中组成电池的电动势，并指出该电池的极性，哪个电极为阳极？19、计算银浸在是否会腐蚀而生成AgCl，其腐蚀倾向有多大（用电位表示）？20、当银浸在pH＝9的充空气的KCN溶液中，CN- 活度为，Ag(CN)2–活度为时，是否会发生析氢腐蚀？21、Zn浸入CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？22、计算由铁和铅电极在等活度的Fe2+ 和Pb2+ 溶液中组成电池的电动势。
当此电池短路时，哪个电极倾向于腐蚀？23、计算上题在pH=10的被空气饱和的碱溶液中的电动势。
若此电池被短路，哪个电极被腐蚀？假定腐蚀产物为HPbO2–，其活度为，而铁是钝化的，其电位接近氧电极，且HPbO2–+ H2O +2e = Pb +3OH– E0 =–24、已知Fe2++2e = Fe, Eº= , Fe3++e = Fe2+, Eº=；计算Fe3++3e = Fe的标准电位Eº。
25、已知O2 + 2 H2O +4e = 4OH–, Eº= , 计算O2 + 4 H+ +4e = 2 H2O 的标准电位Eº。
26、计算使Fe在PH=3的溶液中腐蚀停止所需的氢气压力。
(逸度)27、计算如上题中使铁在充空气的水中具有腐蚀产物Fe(OH)2的腐蚀停止所需的氢气压力。
Fe(OH)2的溶度积为×10-15。
28、计算停止镉在25℃充空气的水中腐蚀所需的氢气压力。
作为腐蚀产物，Cd(OH)2的溶度积为×10-1429、在装有pH=的稀硫酸并有1atm氢气覆盖的铜槽中，酸中的最大污染量(以mol/L表示)是多少？如果氢分压减小到10-4atm，求相应的Cu2+污染量。
30、根据本章图1–12电位–pH图，写出对应于线⑥Fe和Fe3O4、⑤Fe3O4和Fe2O3及②Fe2+ 和Fe2O3的平衡反应。
计算每条线的斜率dE/dpH及线②和⑤的交点（设Fe2+的活度为10-6）。
31、⑴计算Zn在pH=0的酸中和Fe在充空气的中性水中的腐蚀的电池的驱动电动势（在没有特别指明的情况下，一般假定电极表面附近金属离子的浓度为10-6mol/L）。
⑵计算下列反应的自由能变化：Zn (s) + 2HCl (aq) = ZnCl2 (aq) + H2 (g)； Fe (s) +1/2O2 (g) + H2O (l) = Fe(OH)2 (aq)⑶将你从电动势得到的结果与由标准摩尔生成自由能算出的结果进行比较。
思考题1、腐蚀倾向的热力学判据是什么？以Fe为例，说明它在潮湿大气中可否自发生锈。
3、什么是电位—pH图？举例说明其用途及局限性。
4、什么是腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。
5、举例说明腐蚀电池的工作历程。
6、有人说，工业纯锌在稀硫酸中的腐蚀属于电化学腐蚀。
是由于锌中含有杂质形成微电池引起的，这种说法对吗？为什么？7、金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？腐蚀学第三章习题1、铁电极在pH=的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极极化到电位(相对1mol/L甘汞电极)时的氢过电位是多少？(已知：1mol/L甘汞电极相对标准氢电极的标准电极电位为2、当H+离子以0.001A/cm2放电时的阴极电位为(相对25℃、LKCl溶液中的Ag/AgCl电极)，问①相对SHE的阴极电位是多少？②如果电解液的PH=1，氢过电位多大？(已知：25℃、溶液中的Ag/AgCl电极相对标准氢电极的标准电极电位为3、在pH=10的电解液中，铂电极上氧的析出电位为(SCE)，求氧的析出过电位。
4、Cu2+离子从溶液中沉积到Cu电极上的电位为(相对1M甘汞电极)，计算该电极的极化值。
该电极发生的是阴极极化还是阳极极化？5、计算25℃下1-电子和2-电子电荷传递过程的阳极Tafel常数b A，对每一过程的传递系数都取α=。
6、计算下列二过程的电荷传递过电位：（1）Zn以10A/m2的速度溶解；（2）氢在Zn上以10 A/m2的速度析出。
对于Zn的溶解，取b A得算术平均值和iº的几何平均值（从有关表中查得Zn溶解反应的b=~，iº=10-3 A/m2~10-1 A/m2）。
7、金属在溶液中平衡电位与该金属上阴极还原反应的平衡电位之差为。
假定|b C|=2b A=，每一过程的iº=10-1A/m2,计算该金属的腐蚀速度。
为了进行有效的计算需做什么假设？8、25℃时，Zn在海水中的腐蚀电位为–(SCE)，计算其腐蚀速度（认为Zn表面附近的c Zn2+=10-6mol/L，Zn溶解反应的b=~，iº=10-3 A/m2~10-1 A/m2）。
9、计算25℃下从1mol/kgCuSO4溶液中阴极电沉积时的极限电流密度。
已知D Cu2+=2×10-10m2/s，扩散层厚度为100µm。
10、当50℃的溶液轻微搅动时，从含Ni2+离子的溶液中沉积Ni的极限电流密度为500A/m2，a)计算60℃下反应活化能Q= 50KJ/mol时的i L。
b)若温度升高至65℃，同时增加搅拌速度使扩散层厚度减半，计算这时的i L。
c)计算50℃下以480A/m2的电流沉积时的浓差过电位。
(提示：根据Arrhenius方程，反应速度常数k与温度T的关系为 k=Aexp(-Q/RT)，可以导出ln(V T2/V T1)=- Q/R(1/T2-1/T1),或ln(i T2/i T1)= Q(T2-T1)/(RT1T2),式中i T1和i T2分别为温度T1和T2下的反应电流，Q为活化能，R为气体常数)11、将Zn电极和汞电极浸在pH=的除去空气的HCl溶液中短路，当每个电极的总暴露面积为10cm2时，问通过电池的电流多大？Zn相应的腐蚀速度是多少（以g/m2·d为单位）？已知Zn的腐蚀电位为–（相对1mol/L甘汞电极）。
12、低碳钢在pH=2的除去空气的溶液中，腐蚀电位为–（相对饱和Cu–CuSO4电极）。
对于同样的钢的氢过电位（单位为V）遵循下列关系：=+，式中i单位为A/cm2。
假定所有的钢表面近似的作为阴极，计算腐蚀速度（以mm/a为单位）。
13、对于稀的镉汞齐在除去空气的含Cd2+的溶液中，忽略浓差极化，并假定汞齐近似作为整个阴极。
试推导腐蚀速度相对于pH的斜率的表达式。
14、P t在除空气的PH=的H2SO4中，以0.01 A/cm2的电流进行阴极极化时的电位为(SCE)，而以0.1 A/cm2阴极极化时的电位为(SCE)。
计算在此溶液中H+在Pt上放电的交换电流密度iº和塔菲尔常数b C。
(已知：SCE相对标准氢电极的标准电极电位为15、对于小的外加电流密度I，阳极活化过电位遵循关系式：η=ki，推导k与交换电流密度iº的关系。
假定Tafel常数b A= b C=。
16、25℃的0. 5mol/L的硫酸，以0.2m/s的流速通过铁管。
假定所有的铁表面作为阴极，Tafel斜率为±，而且Fe /Fe2+和氢在Fe上的交换电流密度分别为10-3和10-2 A/m2，求铁管的腐蚀电位和腐蚀速度（以mm/a为单位）。
17、F e在腐蚀溶液中，低电流密度下线性极化的斜率dE/di=2mV/(µA·cm-2)，假定b A= b C=，试计算其腐蚀速度（以g/m2·d为单位）。
18、已知铁电极发生的电化学腐蚀受活化极化控制，如果b a=、 b k=和 R p=185Ω/cm2，求i C和V L。
思考题1、举例说明有哪些可能的阴极去极化剂？当有几种阴极去极化剂同时存在时，如何判断哪一种发生还原的可能性最大？自然界中最常见的阴极去极化反应是什么？2、从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。