金属腐蚀与防护课后习题

第1章绪论

第2章腐蚀电池

第2章腐蚀电池

1. 将铜片和锌片插在3%NaCl 溶液中，测得铜片和锌片未接通时

的电位分别为 +0.05V和–0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。

已知电路的欧姆电阻为200Ω。

(1)原电池工作后阳极和阴极的电位差E

c – E

a

= ？

(2)阳极极化值∆E

a 与阴极极化值∆E

c

的绝对值之和∆E

a

+ ∣∆E

c

∣等于多少?

(3)如果阳极和阴极都不极化，电流表指示应为多少？

(4)如果使用零电阻电流表，且溶液电阻可以忽略不计，那

么电流达到稳态后，阳极与阴极的电位差E

c –E

a

、阳极极化值与

阴极极化值的绝对值之和∆E

a + ∣∆E

c

∣等于多少？电流表的指

示又为多少？

2. 某腐蚀体系的参数为：

E 0a = -0.4V，E0c = 0.8V，E cor = -0.2V。当R = 0时，I cor = 10mA，

该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R = 90Ω，那么I'cor =？腐蚀电池又属于什么控制类型？

第3章电化学腐蚀倾向

作业

1. 在下列情况下，氧电极反应的平衡电位如何变化：

(1)温度升高10︒C (取Po

2

=1atm，pH = 7)。

(2) 氧压力增大到原来的10倍 (温度25︒C)。

(3) 溶液pH值下降1单位 (温度25︒C)。

2. 将铁置于饱和空气的碱溶液(pH = 10)中，按阳极反应为

(1)Fe + Fe2+ + 2e

(2)Fe + 2OH- = Fe(OH)

2

+ 2e

计算腐蚀倾向，二者是否相同？为什么？

3. 将两根铜棒分别浸于0.01mol/L CuSO

4溶液和0.5mol/L CuSO

4

溶液，组成一个金属离子浓差电池。

(1)哪一根铜棒是阳极，哪一根铜棒是阴极？

(2)写出阳极反应和阴极反应，计算其平衡电位。

该金属离子浓差电池的腐蚀倾向是多少伏？

第4章电化学腐蚀速度

作业四

1．表面积为20cm2 的铁样品浸泡在PH=1的除氧酸溶液中，经过

50h试验，测得了铁样品的损失质量为0.1g，已知在铁的表面上析氧反应符合Tafel公式η=-0.64-0.125lg|i|，η的单位为V，i 的单位为A/cm2 ，试计算：

（1）样品厚度的减少△h(mm);

（2）铁电流的腐蚀电流密度i

cor

(A/m2);

（3）铁试样的腐蚀电位E

cor

。

2.海水中的含氧量为

3.2mg/L,求一年中锌的消耗量？（氧的扩散层

厚度为，扩散系数为D=1.9×10-5 cm2 /s,Zn的原子量为65.4）。

用图解法求腐蚀电流密度的变化r = i'cor / i cor和腐蚀电位的变化∆E = E'cor– E co

6. 一个阳极反应受活化极化控制、阴极反应受浓度极化控制的腐蚀体系，阴极反应的极限扩散电流密度为i d，腐蚀电位为E cor。

由于搅拌使阴极反应的极限扩散电流密度上升到i'd，阳极反应参数不变；腐蚀电位正移到E'

cor

。

(1)作腐蚀体系的极化曲线图。

(2 ) 用图解法求腐蚀电位变化∆E = E'

cor – E

cor

。

第5章析氢腐蚀和吸氧腐蚀

思考题

1. 1. 交换电流密度的概念及意义，与电极反应极化性能的关系；过

电位和电极反应速度的关系。动力学方程的一般表达式；Tafel方程式的数学形式、图形表示以及及适用条件；极限扩散电流密度的计算。

2 2.对受氧扩散控制的吸氧腐蚀体系，当id增加到一定程度，阴极

反应将由浓度极化控制转变为浓度极化与活化极化共同影响。这种控制特征的变化与电极金属

材材料有什么关系？用极化图进行分析。

习题

(1) 在pH = 0的除氧硫酸铜溶液中( )，铜能否发生析氢腐蚀生成

Cu2+？如果能发生，腐蚀倾向是多少伏？

(2) 在pH = 10的除氧氰化钾溶液中( )，铜能否发生析氢腐蚀？

如果能发生，腐蚀倾向是多少伏？

设腐蚀生成的[Cu(CN)2]-离子的活度等于10-4mol/L，已知电极反应

Cu + 2CN- = [Cu(CN)2]- + e

的标准电位E0 = -0.446V。

习题

(1) 推导氢电极反应交换电流密度i0与溶液pH值的关系式。

(2) 在1mol/L盐酸溶液中，Fe表面上氢电极反应的i0 = 2.5

×10-6A/cm2，在0.01mol/L 盐酸溶液中Fe表面上氢电极反应的

i0 = ?(取Tafel斜率b = 0.118V)。

(3) 当酸溶液的pH值改变一个单位，氢电极反应的Tafel公式

中的a的绝对值∣a∣改变多少伏？

习题

钢制容器用作酸溶液的中间贮槽，与酸溶液接触的表面积为15m2，进入贮槽的酸溶液的工艺条件为：

pH = 2.5，25︒C，1atm，并含有4.5mg/L 的溶解氧，流量

0.1m3/min。

= -0.54V(vsSCE)。

实验测出容器表面的腐蚀电位E

cor

(1)求钢容器的腐蚀速度。

(2)求流出的酸溶液中的氧含量。

扩散层厚度取δ = 5×10-3cm。

第6章金属的钝化

第7章金属的高温氧化

思考题

1.金属表面的膜具有保护性的条件是什么？