过程装备腐蚀与防护1~6章习题与题解

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过程装备腐蚀与防护总复习题2013

过程装备腐蚀与防护总复习题2013

过程装备腐蚀与防护总复习题一、填空题1.腐蚀是指 。

2. 金属与溶液的界面会产生双电层,双电层犹如平板电容器,当金属侧带负电时,双电层电位跃为 值。

3. 测量电极电位,盐桥作用是 。

4. 金属电化学腐蚀过程中,阳极发生氧化反应自发进行的条件为: 。

5. 金属电化学腐蚀过程中,阴极去极化反应自发进行的条件为: 。

6. 工业用金属或合金表面因 而存在大量微小的阴极和阳极,它们在电解质溶液中就会构成短路的微电池系统。

7. 电化学腐蚀是由 、 和 三个相互联系的环节构成的,三个环节缺一不可。

如果其中某个环节受到阻滞,则整个腐蚀过程就会缓慢或完全停止。

8.负电性越强的金属,在溶液中发生溶解的倾向越 。

9. 在恒温、恒压下,没有外的能量加入时,铂在pH=0的溶液中, 析氢腐蚀;因为 。

10.金属在电解质溶液中的腐蚀速度的表示方法是(写出2个即可): , 。

11.根据电极过程控制步骤的不同,通常可以将极化的机理分为 极化 化和 极化。

12.金属浸入电解质溶液内,其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子相互作用,使得金属/溶液界面形成带有异性电荷的 。

13.应力腐蚀的发生必须满足3个方面的条件: 、 和 。

14.能够阻止或减缓金属在腐蚀性介质中腐蚀速度的物质称为 。

15.常用于腐蚀监测的无损检测方法主要有(写出3个即可) 、 和 。

16.当溶液中发生析氢腐蚀时,阴极面积增加,腐蚀速度 。

17.应力腐蚀破裂临界因子SCC K 1 材料的“断裂韧性”C K 118.疲劳断裂与应力循环次数密切相关,当应力循环次数减小,疲劳断裂 。

19.磨损腐蚀的影响因素为 、 、 、 等。

20.工业上最常用的牺牲阳极材料有锌及 、 、 等。

21.金属自发发生高温氧化的条件是: 。

22.在Ti 的氧化过程中,M 2+与O 2-通过氧化膜的扩散方式是 。

23.在金属氧化扩散过程中,反应物质(M 2+或O 2-)通过膜进行扩散的方式以及扩散速度的大小等,主要决定于 。

腐蚀与防护复习题(2)

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。

腐蚀试题

腐蚀试题

过程装备腐蚀与防护试题一答案一、概念与简答题(共8小题,每小题5分,共40分)1.双电层:金属浸入电解质溶液内,其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子相互作用,使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的结构。

2.极化与超电压极化:电池工作过程中,由于电流流动引起的电极电位偏离初始值的现象。

超电压:由于极化作用使阴极电位降低或阳极电位升高,其偏离初始电位的绝对值。

3.应力腐蚀与腐蚀疲劳的条件有何区别?要点:应力腐蚀要求拉应力,特定介质;腐蚀疲劳要求变应力,腐蚀性介质。

4.试简述热腐蚀的温度与介质条件要点:温度为700-1000度;介质主要为Na2SO45.单项合金的n/8定律在给定介质中,一种耐蚀的组元和另一种不耐蚀的组元组成的固溶体合金,其中耐蚀组元的含量等于1/8、2/8…….n/8时,合金的耐蚀性将出现突然的阶梯式的升高,合金电位也相应升高的规律。

6.简述阴极保护和阳极保护的区别1)金属在电解液中都可以进行阴极保护;阳极保护只适用于金属在该电介质中能阳极钝化的情况。

2)阴极保护时,电位偏离只是降低保护效率,不会加速腐蚀;而阳极保护时,电位如果偏离钝化电位区将会加速腐蚀。

3)对于强氧化性介质,如硫酸、硝酸等,采用阴极保护不如采用阳极保护。

4)阴极保护时,若电位过负,则设备可能产生氢脆。

而阳极保护时,设备是阳极,氢脆只会发生在辅助阴极上。

5)阴极保护的辅助电极是阳极,要溶解的,因此在强腐蚀性介质中应用受限制。

而阳极保护的辅助电极是阴极,本身得到一定程度的保护。

7.为什么工程上常把电化学保护与涂料保护联合使用?要点:单独使用电化学保护的投资较大,而单独使用涂料保护时,由于其本身的缺陷影响其使用寿命。

而采用联合防腐措施,可综合两者的优点,能充分利用涂料的经济性和保护性能,又发挥了电化学保护的优点,只需保护涂料缺陷处的金属,节省成本。

8.为什么对于均匀腐蚀可以进行耐蚀性评定,而局部腐蚀不能?要点:均匀腐蚀可采用称重的办法来得到腐蚀速度。

过程装备(化工原理)习题参考答案.doc

过程装备(化工原理)习题参考答案.doc

习题参考答案第一章1-1. 略。

1-2. 杆BC 为二力杆,N BC =8.64kN ,BC 杆受压。

梁AB 在铰链A 处所受约束反力:N A X =-6.11kN ,N A Y =2.89Kn 。

1-3. 1.575kN (压力)。

1-4. N A X =G/2,N A Y =G ;N BX =G/2,N B Y =0;N C X =G/2,N C Y =G 。

1-5. 11.25kN 。

1-6. 杆EF 和CG 均为二力杆,N EF =0.943kN ,N CG =-0.167kN ;A 处约束反力:N A Y =0.667kN ,N A Y =0.5kN 。

1-7. γGbl 2=。

1-8. 51.76N 。

1-9. 22kN 。

1-10. 固定铰链给予轮子一个大小为P 方向向上的约束反力,与轮边缘作用的向下的力P 形成一个力偶,这样才能与轮子所受的力偶相平衡。

1-11. (1)塔底约束反力:N A x =17.4kN ,N A y =243.5kN ,M =202.2kN ·m ;(2)N A x =6.39kN ,N A y =23.5kN ;N B x =6.39kN ,N B y =0。

第二章2-1. 两边200mm 段中的应力为100MPa ,应变为0.0005,伸长量为0.1mm ;中段应力为60MPa ,应变为0.0003,伸长量为0.06mm ;总伸长为0.26mm 。

2-2. 略。

2-3. 细段应力127.4 MPa ,粗段应力38.2 MPa ,总伸长量为0.733mm 。

2-4. AB 杆中的应力110.3 MPa ,BC 杆中的应力31.8 MPa ,均小于许用应力,故支架是安全的。

2-5.(1)x=1.08m ;(2)杆1中的应力44 MPa ,杆2中的应力33 MPa 。

2-6. 活塞杆直径d ≥62mm ,可取d =62mm ,螺栓个数n ≥14.8,取n=16(偶数)。

金属腐蚀与防护课后习题答案(精选)

金属腐蚀与防护课后习题答案(精选)

第二章2. 某腐蚀体系的参数为:E 0a = -0.4V ,E 0c = 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?解:由题可知:当R=0时有:Icor=(Eoc-Eoa)/ (Pc+Pa )Pc+Pa=(Eoc-Eoa)/ Icor=(0.8+0.4)/10×210-=120ΩPc=(Eoc-Ec)/ Icor=(0.8+0.2)/10×310-=100Ω则有 Pa=120-100=20Ω 因为Pc>>Pa ,所以该电池属于阳极极化控制。

当欧姆电阻R=90Ω时有:'Icor =(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa+R)=(0.8+0.4)/(120+90)=5.71mA因为R 与Pc 接近,所以该腐蚀电池为欧姆电阻和阳极极化共同控制。

第四章5. 一个活化极化控制腐蚀体系,阴极反应和阳极反应的交换电流密度为0c i 、0a i ;Tafel 斜率为b c 、b a ;腐蚀电位满足条件E ea <<E cor <<E ec 。

设加入阴极性缓蚀剂,使阴极反应受到抑制,阴极反应交换电流密度改变为)(0'c i 。

假定其他参数都不改变,此时腐蚀电位负移到E 'cor ,腐蚀电流密度下降到i 'cor 。

(1)作加入缓蚀剂前后腐蚀体系的极化曲线图。

(2) 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 cor 。

解:极化曲线如右图;由(1)的极化曲线利用图解法求解得:在△ABC 中,1.2直线段位两平行线,则有: AD CD bc DB CD ba ====αβtan ,tan ba ,bc 分别为未加入缓蚀剂时阳极反应和加入缓蚀剂后阴极反应的Tafel 斜率:根据AB ba bc bc DB AB BDCD AD CD DC CDAB DB AD DB AB AB DB DB 11)(,)(--+=+=+==即 由图可知有:100001)(lg |)|lg |'|(lg ,)'(lg |)|lg |'|(lg --=--==--=c c c c cor cor cor cor i i i i AB i i i i DB ,','lg 'lg ,)|||'|(lg )()'(lg 0010011BD BD CD CD E E i i ba bc bc i i i i BDCD AD CD BD CD i i cor cor c c cor cor c c cor cor ⨯==-+=∴⨯+=--- 又0000'lg 'lg 'c c c c corcor i i bc ba babc i i bc ba bc ba E E E +=⨯+⨯=-=∆∴第四章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 。

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1.何谓腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?2.表示均匀腐蚀速度的方法有哪些?它们之间有何联系?3.镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚?若铅以这个速度腐蚀,其ϖ深(mm/a)多大?4.已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2,求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。

问铁在此介质中是否耐蚀?第二章电化学腐蚀热力学1.如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向?如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向?2.何谓电势-pH图?举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。

3.何谓腐蚀电池?有哪些类型?举例说明可能引起的腐蚀种类。

4.金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么?5.a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势(相对于SHE)。

b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

6.当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中,CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时,银是否会发生析氢腐蚀?7.Zn浸在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?第三章电化学腐蚀反应动力学1.从腐蚀电池出发,分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。

2.在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?3.浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?4.混合电位理论的基本假说是什么?它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论?5.何谓腐蚀极化图?举例说明其应用。

6.试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。

7.何谓腐蚀电势?试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

8.铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V(相对1mol/L甘汞电极)时的氢过电势是多少?9.Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V(相对1mol/L甘汞电极),计算该电极的极化值。

腐蚀与防护基础单元过关题

腐蚀与防护基础单元过关题

腐蚀与防护基础单元过关题腐蚀与防护基础练习题第一章绪论第一节腐蚀的定义一、填空:1、金属在周围介质作用下,由于、、一、名词解释金属腐蚀:腐蚀与防护:化学腐蚀:电化学腐蚀:物理腐蚀:二、填空1、导致金属设备或零件损坏而报废的主要原因有、和。

2、在周围介质的作用下,引起的破坏或变质称为。

3、研究腐蚀的现代化手段有,、、、等4、腐蚀与防护这门学科的对象当前仍以为主。

它的内容着重于研究结构材料的及其在各种使用条件下的方法。

5、腐蚀与防护这门学科基本上是以与这两门学科为基的,同时它还与、、和等有关学科发生密切关系。

三、判断题1、化学腐蚀的腐蚀中不含有电解质溶液。

()2、电化学腐蚀过程中伴随着电流的产生。

()3、按腐蚀机理金属在空气中的腐蚀属大气腐蚀。

()4、钢铁生锈变为褐色的氧化皮属于气体腐蚀。

()5、石油工业中管式火产管的高温腐蚀属于电化学腐蚀。

()6、盛液态锌的钢容器的腐蚀属电化学腐蚀。

()7、钢铁在酸、碱、盐中的腐蚀属电化学腐蚀。

()8、硫酸生产中硫铁矿焙烧炉中二氧化硫对设备的腐蚀属化学腐蚀。

()9、电化腐蚀发生的条件是介质中必须含有电解质。

()10、电偶腐蚀、选择性腐蚀、缝隙腐蚀等属于局部腐蚀。

()四、问答题1、按腐蚀机理金属腐蚀可分为哪几种?各有哪些特点?2、为什么说金属腐蚀具有普遍性?3、举例说明金属腐蚀的危害性。

4、按腐蚀机理分类,下列腐蚀各属于何种腐蚀?①.轧钢过程中钢铁的氧化②.置于海水中的钢桩的腐蚀③.地下输油管道的腐蚀④.铁在氯化铜溶液中的腐蚀⑤.氨合成塔中高温高压的腐蚀⑥.核工业中金属在其他液态金属中的溶解第二章练习题一、填空1、当碳钢置于中性的含氧介质中时,阳极反应式,阴极反应式。

2、平衡电极电位是在和平衡条件下测得的。

3、腐蚀过程中产生的电流称,其方向是由流向。

4、不论是极化,还是极化,都能使腐蚀原电池两极间的减小,因此腐蚀电池时流过的也减小。

5、腐蚀电池按电极大小,可分为和两大类。

过程装备腐蚀与防护期末复习要点

过程装备腐蚀与防护期末复习要点

过程装备腐蚀与防护期末复习要点第一章金属浸入电解质溶液内,其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子、氧等相互作用,使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的结构——双电层。

电极电位:电极反应使电极和溶液界面上建立的双电层电位跃。

极化现象:电池工作过程中,由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象。

极化曲线:用来表示极化电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线腐蚀电池工作时,由于极化作用使阴极电位下降,阳极电位升高。

这个值与各极的初始电位差值的绝对值称为超电压或过电位。

铁和不锈钢在浓硫酸中进行阳极极化时,随着阳极电位向正方向移动,金属溶解速度反而急剧下降,甚至几乎停止,这种反常的现象称为钝化。

析氢腐蚀:指溶液中的氢离子作为去极剂,在阴极上进行阴极反应,使金属持续溶解而被腐蚀。

析氢腐蚀发生的条件:腐蚀电池中的阳极电位必须低于阴极的析氢电极电位腐蚀电池上的阴极反应由溶液内氧分子参与完成,称为吸氧或耗氧反应。

耗氧腐蚀的条件为:腐蚀电池中的阳极初始电位EºM必须低于该溶液中氧的平衡电位Ee,O2金属电化学腐蚀的热力学条件,该条件是以热力学第二定律为出发点建立的。

由第二定律可知,一个物系由一种状态向另一种状态转变时,若自由能ΔG的变化为负值,则表明状态的转变是自发进行的。

物系失去能量。

反之,状态非自发进行,则必有外界能量加入。

金属的耐蚀性能评定:金属耐蚀性也叫化学稳定性,即金属抵抗介质作用的能力。

对全面腐蚀,通常以腐蚀速度评定。

对受均匀腐蚀的金属,常以年腐蚀深度来评定耐腐蚀的等级。

第二章影响腐蚀的主要因素:力学因素、表面状态几何因素、异种金属偶接、焊接因素、减轻局部腐蚀的途径。

所谓高温是:金属表面不致凝结出液膜,又不超过金属表面氧化物的熔点。

膜的保护性主要取决于:1.氧化膜要具有保护性,则必须是完整的。

其必要条件是:金属氧化物的体积要大于氧化消耗掉的金属的体积。

2.膜应具有足够的强度和塑性、与基体结合力强、膨胀系数相近3.膜内晶格缺陷浓度低4.氧化膜在高温下性质稳定氢气在常温下不会对碳钢产生明显的腐蚀。

腐蚀与防护习题

腐蚀与防护习题

腐蚀与防护习题第一章绪论1.根据你对腐蚀的理解、给材料腐蚀下一个你认为比较完善的定义。

2.简述研究金属腐蚀的主要目的和内容。

3.为什么有人把金属的高温氧化归为电化学腐蚀?4.腐蚀控制的主要方法有哪些?控制腐蚀有何意义?腐蚀可否根除? 5.腐蚀学科的发展可以划分为几个主要阶段?各阶段有何特点?6.腐蚀的分类方法有哪些?为什么要从多种角度对腐蚀进行分类?按腐蚀形态可将腐蚀分为哪些类型?7.化学腐蚀和电化学府蚀有何区别?8.试评述重量法、深度法和电流密度表征法用于腐蚀速率大小表示时的特点及适用条件。

为何这些方法不能评定局部腐蚀?局部腐蚀应该如何评定才合理?对于腐蚀速率随时间改变的均匀腐蚀情况,怎样评定腐蚀程度更为科学?请给出你认为合理的方案。

9.通过理论推导,试铜在充空气的中性水溶液中的腐蚀产物为二价铜离子,阳极腐蚀电流密度icorr=10-2A/m3。

请分别计算出以重量法和深度法表示的铜的腐蚀速率大小,并指出铜在该环境中的腐蚀等级和耐蚀情况。

第二章电化学腐蚀的基本原理1.电极电位是如何产生的?能否测量电极电位的绝对值? 2.电极体系分为几种类型?它们各有什么特点?3.化学位和电化学位有什么不同?电化学位由几个部分组成? 5.如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向? 6.如何使用电极电位判断金属腐蚀的倾向? 7.什么是腐蚀电池?腐蚀电池有几种类型?8.何谓腐蚀电池?腐蚀电池和原电池有无本质区别?原因何在?9.腐蚀电池由几个部分组成?其基本过程是什么?二次反应产物对金属腐蚀有何影响?10.腐蚀电池分类的根据是什么?它可分为几大类?11.什么是异金属接触电池、浓差电池和温差电池?举例说明这三类腐蚀电池的作用?何谓标准电极电位?试指出标准电位序和电偶序的区别。

12.含有杂质的锌片在稀H2SO4中的腐蚀是电化学腐蚀,是由于锌片中的杂质形成的微电池引起的,这种说法正确吗?为什么? 13.什么是电位-pH图?举例说明它的用途及局限性。

(完整word版)过程装备腐蚀与防护复习题

(完整word版)过程装备腐蚀与防护复习题

第一章金属电化学腐蚀基本原理1.腐蚀控制通常有两种措施,一是补救性控制,即腐蚀发生后再消除它;二是预防性控制,即事先采取防止腐蚀的措施,避免或延缓腐蚀,尽量减少可能引起的其他有害影响。

2.腐蚀的定义与分类腐蚀是金属与其周围介质发生化学或电化学作用而产生的破坏”。

腐蚀有不同的分类方法。

按照腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。

按照金属破坏的特征,可分为全面腐蚀和局部腐蚀两类。

(1)全面腐蚀是指腐蚀作用发生在整个金属表面,它可能是均匀的,也可能是不均匀。

(2)局部腐蚀是指腐蚀集中在金属的局部区域,而其他部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。

局部腐蚀有以下几种:①应力腐蚀破裂SSC在拉应力和腐蚀介质联合作用下,以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏。

②腐蚀疲劳金属在腐蚀介质和交变应力或脉动应力作用下产生的腐蚀。

③磨损腐蚀金属在高数流动的或含固体颗粒的腐蚀介质中,以及摩擦副在腐蚀性质中发生的腐蚀损坏。

④小孔腐蚀腐蚀破坏主要集中在某些活性点上,蚀孔的直径等于或小于蚀孔的深度,严重时可导致设备穿孔。

⑤晶间腐蚀腐蚀沿晶间进行,使晶粒间失去结合力,金属机械强度急剧降低。

破坏前金属外观往往无明显变化。

⑥缝隙腐蚀发生在铆接、螺纹接头、密封垫片等缝隙处的幅度hi。

⑦电偶腐蚀在电解质溶液中,异种金属接触时,电位较正的金属促使电位铰负的金属加速腐蚀的类型。

⑧其他如氢脆、选择性腐蚀、空泡腐蚀、丝状腐蚀等都属于局部腐蚀。

3.电极电位通常把由电极反应使电极和溶液界面上建立起的双电层电位跃称为电极电位(也称为电极电势,electrode potential.简称电位),是一个矢量,其数值由电极本身、电解液浓度、温度等因素决定,包括平衡电极电位和非平衡电极电位。

4.平衡电极电位当电极反应正逆过程的电荷和物质都处于平衡状态时的电极电位称为平衡电极电位或可逆电位,用E0表示。

以规定为零的标准氢电极电位为分界线,电位比氢的标准电极电位负(低)的金属称为负电性金属,电位比氢的标准电极电位正(高)的金属称为正电性金属。

腐蚀与防护

腐蚀与防护

第一大题填空题(每空1分,共10分)1.在中性溶液的电化学反应中,溶解氧发生还原反应,其反应方程式为()。

2.缝隙腐蚀的起因为:()。

3.根据腐蚀倾向的热力学判据,金属发生腐蚀的电化学判据为()。

4.析氢腐蚀的腐蚀速度主要取决于()。

5.电化学腐蚀中产生的极化作用有电化学极化、()和膜阻极化。

6.电化学保护中阴极保护可分为电保护和()。

7.金属钝化理论可用薄膜理论和()来解释。

8.单向合金的耐蚀能力与固溶体成分的特殊关系符合()。

9.应力腐蚀断裂是金属在()的共同作用下产生的破坏。

10.产生严重大气腐蚀的条件是:()第二大题名词解释题(每题2分,共10分)1.电化学腐蚀:电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池。

因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是阳极,遭到腐蚀。

特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包,次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。

(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)电化学腐蚀负极(Fe):Fe-2eˉ=Fe2+ Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+正极(杂质):2H++2eˉ=H2电池反应:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀。

(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)负极(Fe):Fe-2eˉ=Fe2+正极:O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀。

2.电偶腐蚀:由于一种金属与另一种金属或电子导体构成的腐蚀电池的作用而造成的腐蚀。

3.超电压:由于极化作用使阴极电位降低或阳极电位升高,其偏离初始电位的绝对值,称为超电压或极电位。

4.局部腐蚀:又称不均匀腐蚀。

金属表面的某些部分的腐蚀。

如晶间腐蚀、表面下腐蚀、孔蚀、膜孔型腐蚀等。

虽然重量损失比均匀腐蚀小,但因可导致金属结构的不紧密或穿漏现象,故其危险性较大。

5.金属镀层第三大题简述题(每题4分,共16分)1.简述电化学腐蚀与化学腐蚀的区别。

(完整版)金属腐蚀与防护课后习题答案

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(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? = V MO/ V M = m' ρ /( m ρ ' )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 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?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。

金属腐蚀与防护课后习题

金属腐蚀与防护课后习题

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Ec – Ea= ?(2)阳极极化值?Ea 与阴极极化值?Ec的绝对值之和?Ea+ ∣?Ec∣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Ec–Ea、阳极极化值与阴极极化值的绝对值之和?Ea + ∣?Ec∣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Po2=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 CuSO4溶液和0.5mol/L CuSO4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icor(A/m2);(3)铁试样的腐蚀电位Ecor。

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1.何谓腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?2.表示均匀腐蚀速度的方法有哪些?它们之间有何联系?3.镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚?若铅以这个速度腐蚀,其ϖ深(mm/a)多大?4.已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2,求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。

问铁在此介质中是否耐蚀?第二章电化学腐蚀热力学1.如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向?如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向?2.何谓电势-pH图?举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。

3.何谓腐蚀电池?有哪些类型?举例说明可能引起的腐蚀种类。

4.金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么?5.a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势(相对于SHE)。

b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

6.当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中,CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时,银是否会发生析氢腐蚀?7.Zn浸在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?第三章电化学腐蚀反应动力学1.从腐蚀电池出发,分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。

2.在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?3.浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?4.混合电位理论的基本假说是什么?它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论?5.何谓腐蚀极化图?举例说明其应用。

6.试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。

7.何谓腐蚀电势?试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

8.铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V(相对1mol/L甘汞电极)时的氢过电势是多少?9.Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V(相对1mol/L甘汞电极),计算该电极的极化值。

金属腐蚀与防护课后习题 陈颖敏 李志勇编

金属腐蚀与防护课后习题  陈颖敏 李志勇编

解:
A V 3.7310 icorr n 56 4 3.7310 100 2 1.04( g m 2 h 1 )
4
(icorr单位:µA•cm-2)
A Vt 3.27 10 icorr n 56 3 3.27 10 100 2 7.87 1.16(m m a 1 )
解:阳极反应 : Fe
0
2
Fe2+ + 2e (25℃)
0.059 EFe2 / Fe E Fe / Fe lg106 2 0.44 (0.177) 0.617(V )
阴极反应: 2H+ + 2e EH+/H2 = - 0.059pH = - 0.413(V)
H2 (pH=7)
24 365 Vt 1000 V 0.1 8.76 8.76 8.9 V 0.098(m m a 1 )
可见, Vt在0.05~0.5 mm/a , 由表1-3知,Cu 的耐蚀性良好。
第二章(P31)
11. 已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位:
0.059 lg a Fe2 2 0.059 0.44 lg 0.164 2 0.463(V )
因为,EO2/OH- = + 0.815 (V) EO2/OH- > EFe2+/Fe E电 = + 0.815 - (-0.463) = +1.278(V) > 0 故发生耗氧腐蚀。
13.铜电极和氢电极(PH2=2atm)浸在Cu2+ 活度为1且pH=1的 CuSO4溶液中组成电池,25°C,求该电池的电动势,并判断电池的极 性。
i(A/cm2) 470 54 480 66 406 0 490 78 410 2.2 500 89 420 5.6 510 104 430 14 520 119 440 24 450 34 460 44

过程装备腐蚀与防护考点内容

过程装备腐蚀与防护考点内容

主要试题题型:一、简答题(约30分)二、填空题(约20分)三、选择题(约10分)四、腐蚀事例分析(3- 4小题,共40分)第一章 腐蚀电化学基础1、金属与溶液的界面特性——双电层金属浸入电解质溶液内,其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子、氧等相互作用,使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的双电层。

2.电极电位电极电位:电极反应使电极和溶液界面上建立的双电层电位跃。

3.金属电化学腐蚀的热力学条件(1). 金属溶解的氧化反应若进行,则金属的实际电位必更正于金属的平衡电极电位。

E>Ee,M(2)去极化反应若进行,则有金属电极电位必更负于去极剂的氧化还原反应电位。

E<Ek0上述条件需同时满足。

4、极化极化现象:电池工作过程中,由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象。

极化现象的根本原因:电极反应与电子迁移的速度差。

极化曲线定义:用来表示极化电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线。

作用:判断电极材料的极化特性。

腐蚀极化图定义:将构成腐蚀电池的阴极和阳极极化曲线绘在同一E -I 坐标上得到的图线,简称极化图。

对给定的腐蚀电池,工作稳定时的腐蚀电流为Icorr ,则初始电动势问题:如增加最有效的阴极的面积,或添加去极剂,搅拌等,将使Ex -S 水平线向正方向移动(为什么?)5、超电压(过电位)腐蚀电池工作时,由于极化作用使阴极电位变负,阳极电位变正。

这个值与各极的初始电位差值的绝对值称为超电压或过电位。

以η表示。

超电压量化的反映了极化的程度,对研究腐蚀速度非常重要。

6.金属的耐蚀性能评定(针对全面腐蚀 为什么?)金属耐蚀性也叫化学稳定性,即金属抵抗介质作用的能力。

对全面腐蚀,通常以腐蚀速度评定。

对受均匀腐蚀的金属,常以年腐蚀深度来评定耐腐蚀的等级7、腐蚀速度的工程表示方法重量法:以金属腐蚀前后金属质量的变化来表示,分失重法和增重法。

常为实验室采用。

失重法适用于腐蚀产物能很好地除去而不损伤主体。

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1.何谓腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?2.表示均匀腐蚀速度的方法有哪些?它们之间有何联系?3.镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚?若铅以这个速度腐蚀,其ϖ深(mm/a)多大?4.已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2,求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。

问铁在此介质中是否耐蚀?第二章电化学腐蚀热力学1.如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向?如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向?2.何谓电势-pH图?举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。

3.何谓腐蚀电池?有哪些类型?举例说明可能引起的腐蚀种类。

4.金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么?5.a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势(相对于SHE)。

b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

6.当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中,CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时,银是否会发生析氢腐蚀?7.Zn浸在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?第三章电化学腐蚀反应动力学1.从腐蚀电池出发,分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。

2.在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?3.浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?4.混合电位理论的基本假说是什么?它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论?5.何谓腐蚀极化图?举例说明其应用。

6.试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。

7.何谓腐蚀电势?试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

8.铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V(相对1mol/L甘汞电极)时的氢过电势是多少?9.Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V(相对1mol/L甘汞电极),计算该电极的极化值。

过程装备腐蚀与防护复习题汇编

过程装备腐蚀与防护复习题汇编

第一章金属电化学腐蚀基本原理1.腐蚀控制通常有两种措施,一是补救性控制,即腐蚀发生后再消除它;二是预防性控制,即事先采取防止腐蚀的措施,避免或延缓腐蚀,尽量减少可能引起的其他有害影响。

2.腐蚀的定义与分类腐蚀是金属与其周围介质发生化学或电化学作用而产生的破坏”。

腐蚀有不同的分类方法。

按照腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。

按照金属破坏的特征,可分为全面腐蚀和局部腐蚀两类。

(1)全面腐蚀是指腐蚀作用发生在整个金属表面,它可能是均匀的,也可能是不均匀。

(2)局部腐蚀是指腐蚀集中在金属的局部区域,而其他部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。

局部腐蚀有以下几种:①应力腐蚀破裂SSC在拉应力和腐蚀介质联合作用下,以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏。

②腐蚀疲劳金属在腐蚀介质和交变应力或脉动应力作用下产生的腐蚀。

③磨损腐蚀金属在高数流动的或含固体颗粒的腐蚀介质中,以及摩擦副在腐蚀性质中发生的腐蚀损坏。

④小孔腐蚀腐蚀破坏主要集中在某些活性点上,蚀孔的直径等于或小于蚀孔的深度,严重时可导致设备穿孔。

⑤晶间腐蚀腐蚀沿晶间进行,使晶粒间失去结合力,金属机械强度急剧降低。

破坏前金属外观往往无明显变化。

⑥缝隙腐蚀发生在铆接、螺纹接头、密封垫片等缝隙处的幅度hi。

⑦电偶腐蚀在电解质溶液中,异种金属接触时,电位较正的金属促使电位铰负的金属加速腐蚀的类型。

⑧其他如氢脆、选择性腐蚀、空泡腐蚀、丝状腐蚀等都属于局部腐蚀。

3.电极电位通常把由电极反应使电极和溶液界面上建立起的双电层电位跃称为电极电位(也称为电极电势,electrode potential.简称电位),是一个矢量,其数值由电极本身、电解液浓度、温度等因素决定,包括平衡电极电位和非平衡电极电位。

4.平衡电极电位当电极反应正逆过程的电荷和物质都处于平衡状态时的电极电位称为平衡电极电位或可逆电位,用E0表示。

以规定为零的标准氢电极电位为分界线,电位比氢的标准电极电位负(低)的金属称为负电性金属,电位比氢的标准电极电位正(高)的金属称为正电性金属。

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为什么说“材料的腐蚀是自发产生的”?自然界中物质最稳定的存在状态是以金属化合物的形态存在。

如:Fe2O3、FeS、Al2O3等等。

由于它们的强度、硬度、刚度等性能不能满足工业结构材料的要求,用冶金方法外加能量将它们还原成金属元素及其合金,它们比其化合物具有更高的自由能,根据热力学第二定律,金属元素必然自发地转回到热力学上更稳定的化合物状态。

这就是金属的腐蚀过程。

有机非金属材料是由有机小分子材料经聚合成为大分子材料而具有一定的强度、刚度和硬度,具备满足工业结构材料性能的。

在聚合过程中加入的能量,使其比小分子具有更高的自由能。

在介质中材料发生一些化学或物理作用,使其从高能的聚合态向低能而稳定的小分子状态转变,使材料的原子或分子间的结合键破坏。

也是服从热力学第二定律的。

无机非金属材料有天然的和人工的。

两者均是由在自然界较稳定的化合物状态的分子或元素,在天然或人工外部作用下,结合成具有一定形状、强度、刚度和硬度的材料。

这些材料在形成过程中受到的外部作用,使其内能增加,具有比它们的化合物状态的分子或元素高的能态,同样由热力学第二定律,它们在腐蚀性介质环境下,发生化学或物理作用,使材料的原子或分子间的结合键断裂破坏。

也服从热力学第二定律。

材料腐蚀危害性 a.涉及范围广泛:因腐蚀是自发产生的,腐蚀现象就涉及到所有使用材料的一切领域;b.造成的经济损失巨大;间接损失:由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。

一般间接损失比直接损失大很多。

污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。

c.阻碍新技术、新工艺的发展。

直接损失:由于腐蚀造成的材料自身的损失,使材料变成废物。

间接损失:由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。

一般间接损失比直接损失大很多。

污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。

控制腐蚀重要意义研究材料的腐蚀规律,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防腐蚀措施,可以延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率。

什么叫腐蚀?材料由于环境作用引起的破坏或变质。

化学腐蚀金属与非电解质直接发生化学作用引起的破坏。

电化学腐蚀金属与电解质溶液发生电化学作用引起的破坏。

腐蚀按腐蚀机理化学腐蚀和电化学腐蚀两类腐蚀按破坏特征全面腐蚀和局部腐蚀两类局部腐蚀应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、氢脆、选择性腐蚀、空泡腐蚀、丝状腐蚀腐蚀按腐蚀环境大气腐蚀、土壤腐蚀、电解质溶液腐蚀、熔融盐中的腐蚀、高温氧化腐蚀和氢腐蚀作为过程装备设计人员,学习腐蚀知识有哪些必要性?a.合理选材:满足工艺和机械性能、防腐蚀要求;b.合理的结构设计:在结构设计时,要考虑工艺要求、强度要求,同时考虑腐蚀问题;c.制定正确的机械制造工艺和热处理方法;d.采用经济实用的防腐蚀技术。

金属腐蚀过程,可能按照哪些历程进行?各具有什么特点?金属腐蚀过程可按化学和电化学两种历程进行。

化学历程氧化剂直接与金属表面的原子相碰,化合物形成腐蚀产物,该过程无电流产生。

电化学历程金属腐蚀的氧化还原反应的两个过程同时进行又相对独立,该过程有电流产生。

电化学腐蚀的条件阳极氧化、阴极还原、电解质存在。

金属在含有其自身离子的盐溶液中,界面上形成双电层,使金属表面带有:①一定是正电;②一定是负电;③可能是正电,也可能是负电。

三者哪个正确,为什么?说明双电层的特点?答:②正确。

在含有其自身离子的盐溶液中,盐溶液的极性水分子与金属离子之间的水化力大于金属离子与电子之间的结合力,形成的双电层,在金属表面上带负电,在金属和溶液界面溶液侧带正电。

双电层的特点:①双电层的两层“极板”可能分处于不同的相中,如第一类双电层;也可能分处于同一相中,如第二类和第三类双电层。

②双电层的内层有过剩的电子或阳离子,当系统形成回路时,电子可沿导线流入或流出电极。

③双电层间存在很大的电位跃。

举例说明什么是平衡电极电位和非平衡电极电位,标准电极电位是哪一种电位?非平衡电极电位能否用能斯特公式进行计算?为什么?铜电极放入硫酸铜溶液中,当溶液中铜离子的浓度达到使铜电极的溶解与铜离子在铜电极上析出的速率相等时,这时电极反应的正逆两过程的电荷和物质都达到了动态平衡,此时铜电极的电位就是铜的平衡电极电位。

如果把铁电极放入硫酸铜溶液中,铁电极溶解使溶液中铁离子浓度逐渐增加,到达一定程度后,溶液中的铁离子也会在铁电极上析出,但铜离子也析出,总不能使溶解出的金属离子在电量和质量上同时达到动态平衡,铁电极的电位成为非平衡电极电位。

标准电极电位是标准状态下的平衡电极电位。

非平衡电极电位不能用能斯特方程计算。

因为能斯特方程是建立在平衡状态条件下计算电极电位的方程。

写出下列电极反应的电极电位表达式。

解:①查表1-5标准氧化还原电位,电极电位表达式①的标准氧化还原电位为0②查表1-5标准氧化还原电位,电极电位表达式②的标准氧化还原电位为+0.771V③查表1-5标准氧化还原电位,电极电位表达式③的标准氧化还原电位为+0.401说明什么叫氧化还原电极?什么叫氧化还原电位?答:各种去极化反应在阴极进行时,阴极的电极材料本身不发生任何变化,只是当反应物在其表面氧化或还原时起输送或带走电子的作用,且氧化或还原的产物留在溶液中而不在电极上析出,这种电极称为氧化还原电极当去极化反应达到动态平衡时,其相应的平衡电位称为氧化平衡电位写出金属电化学腐蚀的热力学条件。

答:0.KMeEEE<<何谓腐蚀电池?腐蚀电池有哪些类型?如图请标明腐蚀电池的各个组成部分。

和原电池的工作原理一样,所不同的是腐蚀系统中电子回路短接,电流不对外作功,实际上是一个短路原电池。

有宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池两种类型。

由铜和铁在稀H2SO4溶液中组成电池,指出正、负极和阴、阳极,并写出两电极反应的方程式,说明发生腐蚀的是哪个电极。

答:铜是负极和阳极;铁是正极和阴极。

eFeFeeCuCu2;222+⇔+⇔++;铁电极发生腐蚀。

极化现象?阳极极化和阴极极化?答:腐蚀电池工作时,由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象,称为极化现象。

通阳极电流后,阳极电位向正方向偏离称为阳极极化。

通阴极电流后,阴极电位向负方向偏离称为阴极极化。

电化学极化?浓差极化和膜阻极化?答:阴极上由于去极剂与电子结合的反应速度迟缓,来不及全部消耗来自阳极流来的电子,造成阴极电子增高,便阴极电位向负方向变化;阳极上金属失去电子成为水化离子的反应速度落后于电子流出阳极的速度,造成阳极电位向正方向偏离,叫做电化学极化。

溶液中的去极剂到达阴极上与电子结合的速度比去极剂扩散到阴极上的速度高很多,造成阴极电位向负方向偏离。

去极剂的扩散速度决定它在溶液中的浓度差,从而由它造成的极化叫浓差极化。

金属表面形成的保护膜,具有较大的电阻,造成阳极溶解过程受阻,产生阳极电位向正方向的偏离,称为膜阻极化。

解释P a 、P k 的物理意义。

答:P a 是阳极极化曲线的极化率,P K 是阴极极化曲线的极化率,它们分别表示阳极过程和阴极过程的阻力大小。

它们的数值大说明电极过程阻力大。

腐蚀极化图,Evans 图 把构成腐蚀电池的阴极和阳极极化曲线绘在同一个(电位)E —I(电流强度)坐标上,得到的图线称为腐蚀极化图。

腐蚀极化图略去电位随电流的详细过程,将极化曲线简化成直线,这种简化了的极化图称为Evans 图。

混合电位 腐蚀电位答:由于金属表面的电化学不均一性,存在很多微阳极和微阴极,在电解质溶液中在金属表面上同时进行着两个以上的共轭电极反应。

因阴极与阳极间从金属内部自然导通,金属上总的阳极反应电流必然等于总的阴极电流,恰好抵消。

当达到稳定状态时,阴极和阳极彼此相互极化到同一电位,这一电位就是腐蚀电位,又称自腐蚀电位。

腐蚀电位既非金属上阳极的平衡电位,也不是阴极的平衡电位,而是处在二者之间,又称为混合电位。

1. 请解释下式中各参数的物理意义。

C P P P R E E a aa k a o=++=⨯∆∆100%C a -阳极控制程度; -阳极极化率;P K -阴极极化率;R-腐蚀系统电阻;ΔEa=I P a ,阳极极化引起的电位差;ΔE 0-阳极和阴极平衡电极电位之差 下列电极过程为何种控制?为什么? 答:(a )为阳极控制过程,因为阳极极化率>阴极极化率;(b )为阴极控制过程,因为阴极极化率>阳极极化率;(c )为混合控制,阳极极化率与阴极极化率接近相等;(d )是电阻控制,系统电阻在腐蚀控制中占主导地位根据下图你能得出何结论?此时,改变阳极极化曲线对其腐蚀有无影响?答:当阳极极化曲线在A 点以上变化时,对腐蚀速度无影响,低于A 点后,随阳极极化曲线变化,对腐蚀速度的变化有较大影响。

如图说明为什么标准氢电极(参比电极)采用金属铂制成。

答:是因为金属铂的超电压在较大电流密度下相对其他金属的小,偏离平衡电位的数值就小,作为标准氢电极采用的金属,测定的电极电位误差就小。

说明影响析氢腐蚀的因素和特点。

答:影响析氢腐蚀的因素有:a.电极表面状态 粗糙表面析氢超电压低,光滑表面析氢超电压高。

原因是粗糙表面积大,阴极面积大。

b.PH 值 酸性溶液中PH 值上升,析氢超电压升高,碱性溶液中PH 值下降,析氢超电压升高。

c.温度 温度升高析氢超电压下降,约温度每增加1℃,析氢超电压减小2mV 。

d.溶液中的添加剂的性质不同,引起析氢超电压的变化不同。

析氢腐蚀的特点:①阴极材料的性质对腐蚀速度影响很大。

②溶液的流动状态对腐蚀速度影响不大。

③阴极面积增加,腐蚀速度加快。

④氢离子浓度增高(PH 下降)、温度升高均会促使析氢腐蚀加剧。

求25℃1atm 时氢在中性溶液中的平衡电极电位。

题给条件是标准状态,在标准状态下,氢的平衡电极电位规定为0。

影响耗氧腐蚀的因素有哪些?如何影响?答:影响耗氧腐蚀的因素有:金属的本性、溶液的含氧量、阴极面积大小、溶液的流动状态。

阳极金属的电位和极化性能不同,它的极化曲线与耗氧腐蚀的阴极极化曲线相交的位置不同,腐蚀速度不同;溶液的含氧量不同,耗氧腐蚀阴极极化曲线不同,氧含量大时,对应同样的阳极极化曲线,腐蚀电流大;对于宏观腐蚀电池阴极面积大,腐蚀速率大,对于微观腐蚀电池,阴极面积大小对腐蚀电流大小的影响很小,几乎无影响;溶液流动状态不同,造成溶液中的氧量补充到阴极的数量不同,一般流速大时腐蚀速率高。

对一般电化学腐蚀,微阴极的数目对腐蚀有很大影响,为什么?若阴极过程为耗氧反应,是否受微阴极多少的影响?为什么?答:因为一般电化学腐蚀,微阴极数目大时,还原反应进行的多,阳极就必须提供相应量的电子,腐蚀速度就大。

到达微阴极的去极剂是溶解在电解质溶液中靠浓度差传递的,阴极面积越大,与去极剂相遇的机会就高。

若为耗氧反应,氧从气液界面进入溶液向金属界面传递,传递途径类似一个圆锥体,一定数量的微阴极就已经利用了全部输送氧的扩散通道,微阴极增加,并不能增加扩散到微阴极上的总量。

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