腐蚀电化学试卷

腐蚀电化学试卷一、填空题20’1．电极系统由电子导体相和离子导体相组成。

2．在电极系统中伴随着两个非同类导体之间的电荷转移而在两相界面上发生的化学反应，称为电极反应。

3．化学亲和势A反应一个体系进行化学反应的能力和方向，当A > 0时，反应将向顺向进行，当A < 0时，反应将向逆向进行，当A=0时，反应达到平衡。

4．腐蚀电池中相应的电极反应都是最大程度的不可逆过程的方式进行的。

5．在表述相界面区中的电位分布情况时做了两点简单化的假设：1．假设相界区中的电场是均匀电场。

2．假设溶液相中不存在空间电荷层。

6．右图为电极系统相界区的等效电路图讨论R F→∞时，电极系统为完全极化电极R F为有限值时，电极系统为不完全极化电极R F≈0时，电极系统为不极化电极7．费克第一定律表达式：8．当金属处于零电荷电位时，金属的表面既不带有过剩的正电荷，也不带有过剩的负电荷。

9．稳态极化测量按其控制方式，分为恒电位法和恒电流法两大类10．Barnartt三点法的要点是测定极化曲线弱极化区上ΔE、2ΔE和-2ΔE三点以及对应的极化电流IΔE 、I2ΔE和I-2ΔE，通过数学变换，可同时计算出i corr、b a和b c的数值二、判断题10’1．阳极反应进行的方向是从还原体的体系向氧化体的体系转化。

（√）2．由E-Ee=Φ-Φe可得Ee=Φe。

（×）3．一个相的内电位Φ的数值无法测得，两个相的内电位之差Φ的绝对值是可以测出的。

（×）4．电极反应的过电位与电极反应的电流密度之间的关系为ηI≥0。

（√）5．凡是平衡电位比混合电位高的电极反应，按阴极反应的方向进行；反之，则按阳极反应的方向进行。

（√）6．干电池属于腐蚀电池。

（×）7．腐蚀电位越高，腐蚀速度越快（×）8．Fe在水中的反应Fe+H2O→Fe(OH)2+2H++2e只受溶液的PH值影响（×）9．增加金属中析氢过电势小的阴极性杂志会减小析氢腐蚀。

（×）10．在敞开系统中铁在水中的腐蚀速度随温度升高而增大。

（×）三、选择题30’1．一块表面上覆盖有AgCl膜层的银片浸在NaCl的水溶液中，则有（B）A．Ag是离子导体相B．Ag是第二类电极C．Ag表面发生还原反应D．Ag表面不会发生电极反应2．在下列电极中选出与其他三个不同种类的电极（D）A．氢电极B．卤素电极C．氧电极D．甘汞电极3．使一个单位正电荷穿过相P的表面层而需要做的电功称为P的（C）A 内电位B 外电位C 表面电位D 平衡电位4．右图为有浓差极化时的阴极过电位曲线，以下说法正确的是（A）A．到达C点时，电极反应速度仅受扩散过程所控制B．在BC间电极反应速度仅受扩散过程所控制C．在AB间电极反应速度受放电过程和扩散过程共同控制D．以上说法全都错误5．关于电化学参数对均匀腐蚀电位的影响说法正确的是（A）A．I o,a﹥﹥I o,c E corr的数值比较接近E e,aB．当βa数值不变时，βc越大E corr的数值越高C．I o,c值越大，E corr的数值越低D．电流密度的大小与腐蚀电位的数值没有绝对的关系6．下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是（B）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（）7．右图为纯Zn和含杂质的Zn在酸中的溶解，下列对杂质种类判断正确的是（A）A．①Hg②纯Zn③Cu④Fe B．①Cu②Fe③Hg④纯ZnC．①纯Zn②Hg③Fe④Cu D．①Fe②Cu③纯Zn④Hg8．关于影响吸氧腐蚀的因素错误的是（C）A．B．C．D．9．以下是同学们提出的减小析氢腐蚀的几种途径，哪种途径是不可行的（A）A．加入氢过电势小的成分，如Hg，Zn，Pb等B．减少或消除金属中的有害杂质，特别是析氢过电势小的阴极性物质C．加入缓蚀剂，增大析氢过电势D．降低活性阴离子成分并设法减小阴极面积10．右图是添加阳极腐蚀剂对自钝化过程的影响情况，下述有关论述错误的是（D）A.曲线二相对于曲线一来说是添加了阳极腐蚀剂的情况B.添加阳极腐蚀剂改变了阳极曲线的形状，使阳极曲线的最大腐蚀电流降低和Ep的数值向负的方向移动，从而使体系能够满足自钝化状态C.额外增加新的阴极去极化剂也可以使体系满足自钝化状态D.减小阴极反应速度，可以使合金更容易钝化四、简答题15’1．一个相的内电位Φ的数值或是两个相的内电位之差Φ的绝对值，为什么无法测得？5’答：以一个电极材料是Cu，离子导体是水溶液的电极系统为例，为了测量Cu-H2O(aq)之间的电位差，就要用一个高灵敏度的高阻测量仪表，示意图如下：用表两端分别与水溶液Cu相连，但与水相连的一端只能通过某一金属M间接连接。

如果这样连接，表示数就不是Cu-H2O(aq)两相内电位之差，表示数为E，则E=[Φ(Cu)-Φ(sol)]+[Φ(sol)-Φ(M)]+[Φ(M)-Φ(Cu)]由Φe=[Φ(电极材料)-Φ(sol)]e=(∑νjμj)/nF+μe(电极材料) /F得[Φ(Cu)-Φ(sol)]=(μ(Cu离子)-μ(Cu))/2F +μe(Cu)/F[Φ(M)-Φ(sol)]=(μ(M离子)-μ(M))/nF +μe(M)/F由μe(M) -FΦ(M)=μe(Cu)-FΦ(Cu)得[Φ(M)-Φ(Cu)]=(μe(M)-μe(Cu))/F所以 E=(μ(Cu离子) -μ(Cu))/2F-(μ(M离子)-μ(M))/nF=n(μ(Cu离子) -μ(Cu)) -2(μ(M离子)-μ(M))/2nF因此，我们所测得实际值变为Cu-H2O(aq)与M-H2O(aq)组成原电池的电动势，而不是绝对电位。

2. 画出腐蚀过程涉及的三种化学反应的Ee—pH图答：（一）只同电极电位有关而同溶液pH无关的电极反应（a）均相反应：（1）（b）复相反应：（2）（二）只同溶液pH有关而同电极电位无关的电极反应（a）均相反应：（3）（b）复相反应：（4）（三）既同电极电位有关又同溶液的pH有关的反应（a）均相反应：（5）（b）复相反应：（6）（7）3．为什么不能用阴极还原反应的扩散过电位？来描述O2答：因为在一般工业中用的金属如钢铁腐蚀时，腐蚀电位离氧的阴极还原反应的平衡电位很远，而氧的阴极还原反应本身的交换电流密度又很小，因此这个阴极还原反应是不可逆进行的，在这种情况下，应当用来处理扩散引起的过电位问题。

五、计算题15’1．推导和从化学动力学得知对于一个单分子反应（1）其顺反应速度为（2）逆反应速度为（3）其中（4）因为双电层中的电场强度均匀所以（5）所以A,B 变为自由粒子X的自由焓分别为（6）（7）根据(6)式，有令（8）有（9）将（9）带入（6）（7），得到电极反应的速率常数（10）（11）电极反应速度为（12）则阳极电流密度和阴极电流密度的绝对值分别为（13）所以阳极电流密度和阴极电流密度的绝对值分别为（14）电极外侧电流密度为当电极反应平衡时，所以（15）将（15）带入(14)中有（16）（17）式中故由上述各式可以写出相对电位E表示的电极反应动力学式（18）（19）其中又因为可推得（20）对比能斯特方程得（21）E0为该电极反应的标准电位2．推导恒电流充电曲线方程式和恒电位充电曲线方程式并且画出充电曲线恒电流I，当极化很小时，腐蚀体系的等效电路如右图所示则有I=I c+IR E=IR1+E1IR=E1/R p I c=C d*dE1/dt所以dE1/dt+E1/R p C d=1/C d解得E1=IR p+Aexp(-t/R p C d)当t=0时，E1=0，解得A=-IR p所以E1=IR p[1-exp(-t/R p C d)]E=IR1+IR p[1-exp(-t/R p C d)]恒电位E，由于极化电位很小，故认为R p、C d为常数由等效电路可得I=I+IR IR=(E-IR1)/R pI c=-C d R1dI/dt所以dI/dt+I(R p+R1)/R p R1C d=E/R p R1C d令R=R p R1/(R p+R1)则有dI/dt+I/RC d=E/R p R1C d解得I=E/(R p+R1)+Aexp(-t/RC d)当t=0时，I=E/R1解得A=R p E/R1(R p+R1)所以I=E[1+(R p/R1)exp(-t/RC d)]/(R p+R1)。