碳钢在不同温度不同PH盐酸溶液中的腐蚀速率
武汉市高中化学必修二第六章《化学反应与能量》经典题(培优练)
一、选择题2NH3 (g)，当反应达到限度1．在密闭容器中进行反应：N2 + 3H2 (g) 高温、高压催化剂时，下列说法正确的是 ( )A．N2、H2完全转化为NH3B．此时反应已停止C．生成2mol 氨气的同时，同时生成3mol H2D．氮气、氢气、氨气的浓度相等2．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解分两步基元反应：H2O2+I- →H2O+IO- 慢 H2O2+IO- → H2O+O2+I- 快；下列有关该反应的说法正确的是A．v (H2O2)=v (H2O)=v (O2) B．IO-是该反应的中间产物C．反应活化能为98 kJ·mol-1D．反应速率由IO-浓度决定3．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入西红柿里，电流计中有电流通过，下列说法中正确的是A．锌片是正极B．两个西红柿都形成原电池C．石墨是阴极D．两片铜片上都发生还原反应4．pH相同的盐酸和醋酸溶液分别与Zn反应，若最终Zn完全溶解且得到的H2的质量相等。
则下列判断正确的是()A．反应所需时间：醋酸＞盐酸B．整个反应阶段的平均速率：醋酸＞盐酸C．反应起始的速率：醋酸＜盐酸D．参加反应的Zn质量：醋酸＞盐酸5．钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。
常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示。
下列说法错误的是A．()H c+越大，腐蚀速率越快B．当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是浓硫酸使铁钝化C．要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为2:1SO，使碳素钢的盐酸中的腐蚀速率明D．酸溶液较低时，Cl-对碳素钢的腐蚀作用大于2-4显快于硫酸6．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2+O2=H2O，下列有关说法正确的是A．电流通过外电路从a极流向b极B．b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极D．每转移0.2 mol电子，在负极上消耗标况下1.12 L的O27．一定温度下，100mL2mol·L-1硫酸溶液和过量的锌粉反应，为了减慢该反应速率，但又不影响生成氢气的总量。
各种酸的腐蚀和材质选型
各种酸的腐蚀和材质选型石家庄博特环保133****0665一、氯化氢和盐酸干燥氯化氢在200℃以下对碳钢实际上并不腐蚀，它的腐蚀速率不大于0.1mm/a，在250℃时上升为0.5 mm/a。
含水氯化氢气体的腐蚀，实际上就是盐酸的腐蚀，只要温度高于氯化氢的最高露点（80~200℃，随HCL含量及压力条件而不同）以上，最好在250~300℃，碳钢的腐蚀速率仍保持可容忍的范围内；盐酸是典型的非氧化性酸，铁在稀盐酸中生成氯化亚铁，在浓酸中生成三氯化铁，三氯化铁溶于水。
31%的工业盐酸由于含有三价铁的氯化物，呈深黄色，且腐蚀明显强于化学纯的发烟盐酸（浓度37~38%）；在盐酸中，铸铁的腐蚀比碳钢严重；普通不锈钢即使在1%的盐酸中，也会发生孔蚀；在盐酸介质中，只有含钼不锈钢、钛（氯离子含量300ppM，温度90℃以下）、银、哈氏合金、锆和钽可供选择，特别是钽，这种金属即使在三氯化铁和氯的存在下，在任何浓度和温度（直至沸腾）的盐酸中，也不会腐蚀；在盐酸生产中，采用了大量的非金属材料，硬PVC的耐盐酸性能优于PP，可以在任何浓度范围内使用，只要不超过它的允许使用温度。
在稀酸场合，PP可在110℃以下长期使用。
PE在80℃以下具有优良的耐酸性。
乙烯基酯树脂的耐酸性能优于双酚A聚酯和环氧树脂，但比酚醛树脂的耐温性地20~30℃。
PTFE具有优良的耐酸性，使用温度在250℃以下。
天然橡胶在80℃以下的盐酸中具有优良的耐酸性能。
不透性浸渍石墨具有优良的耐腐蚀性能，在盐酸生产中得到广泛的应用。
二、硫酸硫酸是一种含氧酸，稀硫酸的氧化性很弱，属于非氧化性酸类，主要产生氢去极化腐蚀。
氢去极化腐蚀是指以作为去极化剂的腐蚀过程，反应的结果是金属不断地溶解、减薄。
浓硫酸具有很强的氧化性，属于氧化类酸，可使部分金属有自钝化的能力，在金属表面生成致密的钝化膜，这种膜不溶于浓硫酸，从而阻碍腐蚀继续发生。
在硫酸生产中，常用的金属材料有：铅、碳钢、铸铁、不锈钢、哈氏合金、锆和钽等。
北京市人大附中高中化学必修二第六章《化学反应与能量》测试题(含答案解析)
一、选择题1．探究酸性KMnO 4溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：实验编号温度/℃催化剂用量/g酸性KMnO4溶液H2C2O4溶液KMnO4溶液褪色平均时间/min 体积/mL浓度/mol·L-1体积/mL浓度/mol·L-11250.540.180.212.7 2800.540.180.2a 3250.540.0180.2 6.7 425040.0180.2b下列说法不正确的是A．用KMnO4表示溶液褪色时间段反应速率，v(实验3)≈1.5×10-3 mol·L-1·min-1B．a<12.7，b>6.7C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)大于v(实验3)D．通常升高温度、增大反应物浓度、使用催化剂均会加快反应速率2．在2A+B3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是A．v(A)=0.5mol/(L·s)B．v(B)=0.3mol/(L·s)C．v(C)=0.8mol/(L·s)D．v(D)=1mol/(L·s)3．将5.6 g铁粉投入盛有100mL 2mol/L稀硫酸的烧杯中，经2min反应完全。
如果反应前后浓液的体积不变，则该反应的平均反应速率可表示为A．v(Fe)=0.5mol/(L·min)B．v(H2SO4)=1mol/(L·min)C．v(FeSO4)=0.5mol/(L·min)D．v(H2)=0.5mol/(L·min)4．将过量的等质量的两份锌粉a、b，分别加入相同质量、相同浓度的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是A．B．C．D．5．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO3)2，其部分工艺流程如图：下列说法不正确的是A．上述工艺中吸收过程：尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋，其目的是使尾气中NO、NO2提高吸收效率B．滤渣的主要成分为Ca (NO2)2C．为提高Ca(NO2)2的产率及纯度，则n(NO)：n(NO2)应控制为 1：1D．生产中溶液需保持弱碱性6．对丙烷进行溴代反应，反应一段时间后得到如下结果：2CH3CH2CH3+Br2127−−−−→光，℃CH3CH2CH2Br(3%)+CH3CHBrCH3(97%)+2HBr已知：正丙基结构简式CH3CH2CH2-、异丙基结构简式(CH3)2CH-，反应机理中链转移决速步为RH+Br·→R·+HBr，其反应势能变化如图所示。
碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究
第32卷第5期2005年北京化工大学学报JOURNAL OF BEI J IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GYVol.32,No.52005碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究赵景茂 顾明广 左 禹(北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029)摘 要:研究了碳钢在二氧化碳饱和溶液中各种因素对腐蚀的影响。
研究结果表明腐蚀速率随CO 2压力的升高而增大;温度在60℃时腐蚀速率最大;钙离子的存在减缓了腐蚀;当NaCl 质量浓度等于30g/L 时,腐蚀速率最大;Mg 2+和SO 2-4离子对腐蚀速率影响不大。
关键词:碳钢;二氧化碳;影响因素中图分类号:TG 17213收稿日期:2005202220第一作者:男,1965年生,研究员E 2mail :jingmaozhao @引言油气田开采过程中,石油和天然气中含有的CO 2对井下和地面集输管线造成了严重的腐蚀,甚至发生了恶性事故,不仅给油气田带来了重大的经济损失,也对环境造成了一定的破坏。
因此,CO 2腐蚀一直为人们所重视,并进行了许多研究,提出了CO 2腐蚀的多种机理[123],但涉及到具体影响因素的研究仅限于温度、流速、CO 2分压等,实际影响CO 2腐蚀的因素还有介质组成等因素。
本文根据油气田气井腐蚀环境[4],不仅考查了温度、CO 2分压,还对介质中的Ca 2+,Mg 2+,SO 2-4,Cl -等几种离子对碳钢腐蚀的影响进行了研究。
1 实验部分111 实验材料、试剂和仪器Q235钢,NaCl ,CaCl 2,MgCl 2,Na 2SO 4,DDS 211A 电导率仪,所用试剂均为分析纯。
112 实验方法Q235钢的长×宽×厚为40mm ×10mm ×115mm ,试片经过打磨、清洗、脱脂、干燥后称质量。
在高压静态腐蚀试验釜中加入300mL NaCl 腐蚀溶液,将已称重质量的试片置于试验釜中,通CO 2气体1h 以排除氧气,调节CO 2减压阀,使釜中CO 2压力达到实验所需压力值,再将高压釜放入恒温水浴槽中,24h 后取出试片,处理后称质量,计算腐蚀速率。
水的pH值对腐蚀的影响如何
水的pH值对腐蚀的影响如何?
在自然界，正常温度下，水的pH值一般在4.3～10.0之间，碳钢在这样的水溶液中，它的表面常常形成Fe(OH)₂覆盖膜。
此时碳钢腐蚀速度主要决定于氧的扩散速度而几乎与pH值无关，在pH值为4～10之间，腐蚀率几乎是不变的。
pH在10以上时，铁表面被钝化，腐蚀速度继续下降。
当pH低于4.0时，铁表面保护膜被溶解，水中H+浓度增加因而发生析氢反应，腐蚀速度将急剧增加。
实际上，由于水中钙硬的存在，碳钢表面常有一层CaCO₃保护膜，当pH值偏酸性时，则碳钢表面不易形成有保护性的致密的CaCO₃垢层，故pH值低时，其腐蚀率要比pH值偏碱性时高些。
化工生产腐蚀与选材
化工生产腐蚀与选材一、氯化氢和盐酸干燥氯化氢在200℃以下对碳钢实际上并不腐蚀，它的腐蚀速率不大于0.1mm/a，在250℃时上升为0.5 mm/a。
含水氯化氢气体的腐蚀，实际上就是盐酸的腐蚀，只要温度高于氯化氢的最高露点（80~200℃，随HCL含量及压力条件而不同）以上，最好在250~300℃，碳钢的腐蚀速率仍保持可容忍的范围内；盐酸是典型的非氧化性酸，铁在稀盐酸中生成氯化亚铁，在浓酸中生成三氯化铁，三氯化铁溶于水。
31%的工业盐酸由于含有三价铁的氯化物，呈深黄色，且腐蚀明显强于化学纯的发烟盐酸（浓度37~38%）；在盐酸中，铸铁的腐蚀比碳钢严重；普通不锈钢即使在1%的盐酸中，也会发生孔蚀；在盐酸介质中，只有含钼不锈钢、钛（-CL含量300ppM，温度90℃以下）、银、哈氏合金、锆和钽可供选择，特别是钽，这种金属即使在三氯化铁和氯的存在下，在任何浓度和温度（直至沸腾）的盐酸中，也不会腐蚀；在盐酸生产中，采用了大量的非金属材料，硬PVC的耐盐酸性能优于PP，可以在任何浓度范围内使用，只要不超过它的允许使用温度。
在稀酸场合，PP可在110℃以下长期使用。
PE在80℃以下具有优良的耐酸性。
乙烯基酯树脂的耐酸性能优于双酚A聚酯和环氧树脂，但比酚醛树脂的耐温性地20~30℃。
PTFE具有优良的耐酸性，使用温度在250℃以下。
天然橡胶在80℃以下的盐酸中具有优良的耐酸性能。
不透性浸渍石墨具有优良的耐腐蚀性能，在盐酸生产中得到广泛的应用。
二、硫酸硫酸是一种含氧酸，稀硫酸的氧化性很弱，属于非氧化性酸类，主要产生氢去极化腐蚀。
氢去极化腐蚀是指以+H作为去极化剂的腐蚀过程，反应的结果是金属不断地溶解、减薄。
浓硫酸具有很强的氧化性，属于氧化类酸，可使部分金属有自钝化的能力，在金属表面生成致密的钝化膜，这种膜不溶于浓硫酸，从而阻碍腐蚀继续发生。
在硫酸生产中，常用的金属材料有：铅、碳钢、铸铁、不锈钢、哈氏合金、锆和钽等。
金属腐蚀理论及腐蚀控制
金属腐蚀理论及腐蚀控制第一部分腐蚀原理一、均匀腐蚀速率1-1.根据表1-1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1-1碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质样品材料矩形薄板样品尺寸（mm）腐蚀前重量W0（g）浸泡时间t（HR）腐蚀后重量W1（g）30%硝酸，25？碳钢20？40? 318.71534518.6739铝30？40? 516.18204516.13471-2. 奥氏体不锈钢和铝广泛用于硝酸工业。
根据表1-2中的数据，计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速率VP，分析结果，并比较两种材料的耐腐蚀性。
表1-2不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质试样材料圆形薄板试样尺寸(mm)腐蚀前重w0(g)浸泡时间t(tr)腐蚀后重w1(g)20%hno3,25?c不锈钢?30?422.336740022.2743铝?40?516.96462016.915198%hno3,85?c不锈钢?30?422.3367222.2906铝?40?516.96464016.92501-3.已知锌氧化生成的表面膜组成为zno，根据表1-3中所列的数据计算不同试验时间所得到的平均腐蚀速度vp，画出vp随时间变化的曲线。
所得结果说明了什么？表1-3 400℃时的锌含量？C氧化试验数据试验时间（HR）样品增重（mg/cm2）100.32200.45400.57600.64800.681200.761600.811-4将镁在0.5mol/lnacl溶液中浸泡100小时后，共释放330cm3氢气。
1-1rocifn?a?v试验温度25?c，压力760mmhg；试样尺寸为20?20?0.5(mm)的薄板。
计算镁试样的失重腐蚀速度vp。
（在25?c时水的饱和蒸汽压为23.8mmhg）1-5. 表面积为20cm2的铜样品为700？C在氧气中氧化2小时，消耗了13.6cm3的氧气（在25℃下测量，1atm）。
碳钢氯离子腐蚀速率
碳钢氯离子腐蚀速率
碳钢在含有氯离子的环境中，特别是海水和氯化物离子等高腐蚀性环境中，其腐蚀速率相对较快。
其中，氯离子的存在是腐蚀的主要威胁之一。
为了模拟真实环境下的腐蚀情况并评估钢材是否能够耐受氯离子腐蚀，国际标准做法是将碳钢浸泡于含有3.5%氯化钠的溶液中，并施加3V电压进行氯离子浸泡测试。
此外，在现实环境中，例如海洋工程、化工、石油工业等领域，碳钢常常需要长期暴露于含氯离子的海水或其他高腐蚀性介质中，因此也需要对氯离子的含量及其腐蚀速率进行严格的检测与控制。
值得注意的是，不同种类的不锈钢对于氯离子的耐腐蚀能力各不相同。
例如，T304不锈钢可使用的环境为氯离子含量0-200mg/L，T316不锈钢的使用环境为氯离子含量＜1000mg/L，T317不锈钢的使用环境为氯离子含量＜5000mg/L。
同时，研究发现不同的氯离子浓度对Q235B钢耐锈蚀性能有明显影响，过高的氯离子含量会加速钢卷表面锈蚀的发生。