最新金属腐蚀与防护课后习题答案(精选)
金属的腐蚀与防护(讲义)含答案
金属的腐蚀与防护(讲义)一、知识点睛1.金属的腐蚀(1)定义金属表面与周围物质发生_________或因________作用而遭到破坏的过程。
(2)实质金属失去电子被_________的过程,其过程可表示为:M-n e-M n+。
2.金属腐蚀类型(1)化学腐蚀金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生_______而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀①定义两种金属_________且又同时暴露在______空气里或与_____________接触时,由于形成________而发生的腐蚀。
②实质被腐蚀金属成为原电池的______而被溶解。
③分类:a.吸氧腐蚀(以铜板上的铁铆钉为例)通常情况下水膜呈____性或___性,正极上____参加反应。
负极:_____________;正极________________;总反应:__________________________。
b.析氢腐蚀(以铜板上的铁铆钉为例)特殊情况下水膜呈___性,正极上___参加反应。
负极:____________;正极:____________;总反应:__________________________。
注:①纯金属只会发生化学腐蚀,不会发生电化学腐蚀;不纯的金属可能发生化学腐蚀,也可能发生电化学腐蚀,腐蚀类型取决于是否接触到电解质溶液。
②在金属腐蚀中,以电化学腐蚀为主,而电化学腐蚀中又以吸氧腐蚀为主。
3.金属腐蚀的影响因素(1)金属本性①金属越活泼,越易____电子而被腐蚀;②两极材料的活动性差别越大,较活泼金属被腐蚀的速率越______。
(2)介质①金属在潮湿的空气或电解质溶液中,容易腐蚀;②强电解质>弱电解质>非电解质。
(3)环境温度温度越高,金属腐蚀速率越____。
(4)金属腐蚀快慢的一般规律(同一种金属的腐蚀)电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极4.金属的防护(1)本质:阻止金属发生_________反应。
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-。
金属腐蚀与防护课后题答案
1.材料腐蚀的定义:腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。
腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。
2.腐蚀的特点:自发性/铁腐蚀变成以水和氧化铁为主的腐蚀产物,这些腐蚀产物在结构或形态上和自然界天然存在的铁矿石类似,或者说处于同一能量等级自发性只代表反应倾向,不等于实际反应速度普遍性/ 元素周期表中约有三、四十种金属元素,除了金和铂金可能以纯金属单体形式天然存在之外,其它金属都以它们的化合物(氧化物、硫化物)形式存在隐蔽性/ 应力腐蚀断裂管道:表面光亮如新,几乎不存在均匀腐蚀迹象,金相显微镜下,可观察到管道内部布满细微裂纹3.按材料腐蚀形态如何分类:全面腐蚀<均匀和不均匀腐蚀> 局部腐蚀{ 点蚀(孔蚀、)缝隙腐蚀及丝状腐蚀、电偶腐蚀(接触腐蚀)晶间腐蚀}选择性腐蚀4.按材料腐蚀机理如何分类:化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀5.按材料腐蚀环境如何分类:自然环境腐蚀、工业环境腐蚀、生物环境腐蚀1、名词解释物理腐蚀:是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏电化学腐蚀:就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。
电极电位:金属-溶液界面上建立了双电层,使得金属与溶液间产生电位差,这种电位差称为电极电位(绝对电极电位)非平衡电极电位:(在生产实际中,与金属接触的溶液大部分不是金属自身离子的溶液)当电极反应不处于平衡状态,电极系统的电位称为非平衡电位。
平衡电极电位:水合金属离子能够回到金属中去,水合-金属化过程速率相等且又可逆,这时的电极电位。
标准电极电位:金属在25℃浸于自身离子活度为1mol/L的溶液中,分压为1×105Pa时的平衡电极电位极化:电流流过电极表面,电极就会失去平衡,并引起电位的变化去极化:能降低电极极化的因素称为去极化因素过电位:是电极的电位差值,为一个电极反应偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值。
活化极化:设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤,液相传质容易进行,这种电极反应称为受活化极化控制的电极反应。
新教材高中化学课时作业7金属的腐蚀与防护含解析苏教版选择性必修
金属的腐蚀与防护1.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )2.研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。
下列有关说法错误的是( )A.d为石墨,则铁片腐蚀加快B.d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-C.d为锌块,则铁片不易被腐蚀D.d为锌块,则铁片上电极反应为2H++2e-===H2↑3.远洋轮船的船体材料是合金钢,为了保障航行安全,延长轮船的使用寿命,通常在与海水接触的船壳(船底及船侧)上镶嵌一些金属块M。
下列有关说法中不正确的是( ) A.上述保护船壳免受腐蚀的方法叫牺牲阳极的阴极保护法B.M可能是锌、锡等金属C.船壳主要发生吸氧腐蚀D.在上述保护船壳的过程中,负极反应为M-n e-===M n+4.下列各种方法中,能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是( )①金属表面喷油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A.①②③④B.①③④⑤C.①②④⑤D.全部5.用如图装置研究电化学原理,下列分析中错误的是( )6.如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl 的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。
下列叙述正确的是( )A.a中铁钉附近呈现红色B.b中铁钉上发生还原反应C.a中铜丝上发生氧化反应D.b中铝条附近有气泡产生7.宝鸡被誉为“青铜器之乡”,出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。
研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。
下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图,下列说法不正确的是( )A .青铜器发生电化学腐蚀,图中c 做负极,被氧化B .正极发生的电极反应为O 2+4e -+2H 2O===4OH -C .环境中的Cl -与正、负两极反应的产物作用生成a 的离子方程式为2Cu 2++3OH -+Cl -===Cu 2(OH)3Cl↓D .若生成0.2molCu 2(OH)3Cl ,则理论上消耗的O 2体积为4.48L8.某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理,设计了如下装置(图a),图a 的铁棒末端分别连一块Zn 片和Cu 片,并静置于含有K 3[Fe(CN)6]及酚酞的混合凝胶上。
高中化学(课后作业)第三单元 金属的腐蚀与防护(含解析)苏教版选修4
第三单元金属的腐蚀与防护[目标要求] 1.能解释金属发生电化学腐蚀的原因。
2.认识金属腐蚀的危害,了解金属防护的方法。
一、金属的电化学腐蚀1.金属的腐蚀(1)金属腐蚀的概念:金属的腐蚀指的是金属或合金跟周围环境中接触到的物质发生化学反应被氧化而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀后的特征金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化。
(3)金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。
也就是说,金属腐蚀的本质是金属发生了氧化反应。
(4)金属腐蚀的类型由于与金属接触的介质不同,发生腐蚀的情况也不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
①化学腐蚀金属与其他物质(如O2、Cl2、SO2等)直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2.电化学腐蚀(1)实验探究a b实验步骤:向铁粉中加入少量的炭粉,混合均匀后,撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管(分别标记为a、b)中。
几分钟后,打开止水夹,观察、比较导管中水柱(在水中滴加几滴红墨水)的变化和试管中的现象。
实验现象:两支具支试管中都有红色铁锈产生,a装置导管内水柱上升,b装置导管内水柱低于小试管液面。
实验结论:装置a的导管中水柱上升,说明大试管内气体体积减小,a装置中有气体参加反应,由于是空气中的气体,故是氧气,发生吸氧腐蚀;装置b的导管中水柱下降,说明大试管内有气体生成,根据有铁和醋酸存在,生成的气体是氢气,发生析氢腐蚀。
a、b装置构成原电池,a中氧气所发生的反应类似于氢氧燃料电池的反应。
(2)原理分析①通常情况下,在潮湿的空气中,钢铁表面凝结了一层溶解有氧气的水膜,它与钢铁中的碳和铁形成了原电池。
这些微小的原电池遍布钢铁表面。
Fe为负极,碳为正极,溶有O2的水膜为电解质溶液。
负极:2Fe-4e-===2Fe2+(氧化反应)正极:O2+2H2O+4e-===4OH-(还原反应)总反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,F e(OH)3脱去一部分水生成的Fe2O3·n H2O就为铁锈的主要成分。
人教版高中化学选修1 第三章 第二节 金属的腐蚀和防护练习含答案
第二节金属的腐蚀和防护1.为什么钢铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈?提示:不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成微小原电池而发生电化学腐蚀,主要发生吸氧腐蚀,加快了反应速率。
►综合拓展一、化学腐蚀和电化学腐蚀的比较二、吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁腐蚀为例)►尝试应用1.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时,正极的反应式为(C)A.Fe-2e-===Fe2+B.2H++2e-===H2↑C.2H2O+O2+4e-===4OH-D.Fe-3e-===Fe3+解析:考查金属的电化学腐蚀的实质。
钢铁中含有多种杂质,在考虑钢铁的电化学腐蚀时,为了简化问题,主要讨论碳杂质问题,也就是以Fe为负极,C为正极的原电池反应。
在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀,原电池的正极为C,发生还原反应,即得电子反应,故A、D两项应排除,在B、C两项中,B项是析氢腐蚀的电极反应式,所以C项符合题意。
金属的防护2.镀锌铁与镀锡铁的镀层破损后,哪个更耐腐蚀?提示:镀锌铁更耐腐蚀,因为发生电化学腐蚀时,锌比铁活泼,因此适合作原电池的负极,失去电子被氧化,从而保护了铁。
而锡不如铁活泼,当镀锡铁镀层破损后,铁做负极,失去电子被氧化。
►综合拓展三、金属的防护1.保持金属表面清洁干燥。
2.金属表面涂抹油漆等保护层。
3.改变金属内部结构,如制成合金。
4.通过化学方法使其表面形成保护层,如电镀、形成氧化膜等。
5.电化学防护法——牺牲阳极的阴极保护法。
电化学防护法应用原电池原理,让被保护金属作为正极,另找一种活动性较强的金属作为负极。
例如在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块,就可保护钢铁设备。
发生的电极反应:负极:2Zn-4e-===2Zn2+;正极:O2+2H2O+4e-===4OH-。
锌块不断被腐蚀,可定期拆换,使铁得到保护。
►尝试应用2.下列做法不能起防锈作用的是(A)A.保留铁制品上的铁锈B.在铁制品表面镀锌C.在金属机械上涂油D.在车、船的表面刷油漆解析:铁锈是比较疏松的氧化膜,容易保存一些水分,形成电解质溶液加速铁的腐蚀,不能起到防锈的作用。
(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。
金属腐蚀与防护课后习题答案培训资料
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。
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。
金属的化学腐蚀与防护练习题及答案解析
4-4 《金属的化学腐蚀与防护》课时练双基练习1.下列各种方法中能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是 ( ) ①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构 ③保持金属表面清洁干 燥 ④在金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A .①②③④B .①③④⑤C .①②④⑤D .全部 解析: 防止金属腐蚀的常用方法有: a.改变金属的内部结构; b.覆盖保护层,如 ①④⑤ ;c.电化学防护法,如 ③可以防止在金属表面形成原电池而发生 腐蚀。
答案: D2.相同材质的铁在图中的四种情况下不易被腐蚀的是 ( )解析:在 A 中,食醋提供电解质溶液环境,铁勺和铜盆是相互接触的两个 金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在 B 中,食盐水提供电解质溶液 环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负 极,碳作正极;在 D 中,酸雨提供电解质溶液环境, 铁铆钉和铜板分别作负极、 正极,形成原电池;在上述三种情况中,都是铁作负极,铁容易被腐蚀;在 C 中,铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护,所以铁不易被腐蚀。
答案:C3.大雪后常使用融雪盐来清除道路积雪。
过去常用氯化钠等无机盐,降低冰雪的冰点, 而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂,但它们的融雪原理相C .A . B.同。
下列叙述不正确的是( )A.环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后,使冰雪的冰点降低B.使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀C.使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害D.使用环保融雪盐主要是给植物补充养分解析:本题关键是弄清钢铁的电化学腐蚀原理,使用氯化钠等无机盐易形成电解质溶液,加速了钢铁的腐蚀,而使用环保型有机盐与缓蚀剂,不仅能够起到融雪的效果,而且能够减少钢铁的腐蚀。
答案:D4.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液的混合溶液的玻璃皿中(如下图所示),经一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是( )A.Ⅰ和Ⅲ附近B.Ⅰ和Ⅳ附近C.Ⅱ和Ⅲ附近D.Ⅱ和Ⅳ附近解析: a 是电解池,Zn 为阴极,电极产物为H2 和NaOH ,b 是原电池,Zn 发生吸氧腐蚀,Fe 为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。
高中化学《金属的化学腐蚀与防护》练习题(附答案解析)
高中化学《金属的化学腐蚀与防护》练习题(附答案解析)学校:___________姓名 ___________班级 ___________一单选题1.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入0.01 mol·L-1 NaCl溶液中,可能发生的是()①碳棒上有氢气析出②碳棒附近产生OH- ③碳棒上有氧气析出④铁钉被氧化A.①③B.①④C.②③D.②④2.下列有关金属的腐蚀与防护的说法中,不正确的是()A.在铁管外壁上镀锌可防止其被腐蚀 B.金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应C.温度越高,金属腐蚀速率越快 D.将钢闸门与直流电源的正极相连可防止其被腐蚀3.下列关于钢铁锈蚀的叙述中,错误的是()A.酸雨能使钢铁更容易发生电化学腐蚀B.钢铁在潮湿的地窑中较易发生析氢腐蚀C.铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2OD.钢铁锈蚀时,铁原子失去电子成为Fe3+,而后生成Fe(OH)3,再部分脱水成为氧化铁的水合物4.下列关于自行车金属部件的防腐措施中,错误的是()A.为车架,挡泥板车座弹簧烤上一层漆B.为链条涂上机油,为轴承涂上凡士林C.对车圈,辐条进行电镀处理D.把自行车存放在高温潮湿的地方5.2021年在四川广汉三星堆新发现大量青铜器,下列有关说法错误的是()A.铜是人类使用最早的金属之一B.青铜比纯铜具有更高的硬度和更强的抗腐蚀性能C.出土的青铜器深埋于地下生锈是因为发生了析氢腐蚀D.青铜是铜锡铅等的合金,常见的铜合金还有黄铜和白铜6.下列关于钢铁腐蚀的叙述不正确...的是()A.钢铁在潮湿的空气中易腐蚀B.钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀C.腐蚀使钢铁色泽外形等发生变化D.一般情况下,温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显7.下列措施不能有效防止钢铁腐蚀的是()A.在钢铁中加入铬B.把钢铁零件放在机油中保存C .在较小钢铁制品的表面包裹塑料D .在大型铁壳船表面喷涂油漆并铆上铜块8.结合学习生活经历,判断下列叙述不正确的是( )A .电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法B .将单液原电池设计成双液原电池是为了减少化学能转化为热能而造成损失C .测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度D .铅蓄电池使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降9.下列对于电化学说法正确的是( )A .为保护浸入海水中的钢闸门,可在闸门表面镶上铜锭B .电解精炼铜时,阳极泥中常含有金属金 银 锌等C .可充电电池放电时,化学能转变为电能D .利用电解池原理对金属进行腐蚀防护的方法叫牺牲阳极的阴极保护法10.化学与生产 生活 科技和环境等联系密切,下列说法错误的是( )A .襄阳大头菜含有氨基酸 维生素 纤维素等高分子有机物,均可被人体吸收利用B .襄阳汉江边的临汉门是木质,包上铁皮订上铜钉可防火攻但是会加快铁皮的腐蚀C .锅炉水垢中含有4CaSO ,可先用23Na CO 溶液处理,后用酸除去D .较低温度更有利于合成氨反应得到较大的平衡转化率11.下列事实可以用电化学理论解释的是( )A .白磷固体在空气中易自燃B .实验室中镁不需要保存在煤油中C .实验室配制CuCl 2溶液时常加入适量盐酸D .电工规范上,铜 铝电线不能直接绞接在一起12.利用如图装置进行实验,开始时,左右两管液面相平,密封好,放置一段时间。
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: I cor =(Eoc-Eoa)/ (Pc+Pa )Pc+Pa=(Eoc-Eoa)/ I cor =(0.8+0.4)/10×210-=120ΩPc=(Eoc-Ec)/ I cor =(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:ADCD bc DBCD ba ====αβtan ,tanba ,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 babc bc DB AB BDCD ADCD DC CDAB DBAD DB AB ABDB DB 11)(,)(--+=+=+==即由图可知有:10001)(lg|)|lg |'|(lg ,)'(lg|)|lg |'|(lg --=--==--=cc c c corcor cor cor i i i i AB i i i i DB,','lg'lg,)|||'|(lg)()'(lg111BD BDCD CD E E i i babc bc i i i i BDCD ADCD BD CDi i cor cor cc corcor c c corcor ⨯==-+=∴⨯+=--- 又0'lg'lg'cc cc cor cor i i bcba babc i i bcba 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 。
金属腐蚀与防护课后答案
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》习题解答第一章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V p,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
解:由题意得:(1)对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有:Vˉ=△Wˉ/st= mh又有d=m/v=20×40×=cm2hVp=ˉ/d=×=y对铝在30%HNO3(25℃)中有:Vˉ=△Wˉ铝/st= =㎡hd=m铝/v=30×40×5×=cm3说明:碳钢的Vˉ比铝大,而Vp比铝小,因为铝的密度比碳钢小。
(2)对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有:表面积S=2π×2.0+2π××= m2015Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2h试样体积为:V=π××= cm3d=W/V== g/cm3Vp=ˉ/d=×=y对铝有:表面积S=2π×2.0+2π××= m202Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2h试样体积为:V=π×22×= cm3d=W/V== g/cm3Vp=ˉ/d=×=y试样在98% HNO3(85℃)时有:对不锈钢:Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2hVp=ˉ/d=×=y对铝:Vˉ=△Wˉ/st= m2hVp=ˉ/d=×=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。
3.镁在L NaCl 溶液中浸泡100小时,共放出氢气330cm3。
试验温度25C,压力760mmHg;试样尺寸为2020 (mm)的薄板。
计算镁试样的失重腐蚀速度V p。
(在25C时水的饱和蒸汽压为)解:由题意得:该试样的表面积为:S=2×(20×20+20×+20××610-m210-=840×6压力P= mmHg = mmHg=根据PV=nRT 则有放出的氢气的物质的量为:n=PV/RT=×330×610-/×(25+=又根据Mg +2+HH—>+2Mg+2Mg腐蚀的量为n(Mg)=所以:Vˉ=nM(Mg)/St=×840×610-×100= g/ m2h查表得:d Mg= g/cm3有:Vp=ˉ/d=×=y4.表面积4cm2的铁试样,浸泡在5%盐酸溶液中,测出腐蚀电流为Icor = 。
高中化学人教版2019选修1习题答案第四章第三节金属的腐蚀与防护
第三节金属的腐蚀与防护A级必备知识基础练1.为了避免青铜器生成铜绿,下列方法正确的是()①将青铜器放在银质托盘上②将青铜器保存在干燥的环境中③将青铜器保存在潮湿的空气中④在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜A.①③B.②③C.②④D.①④2.将一根较纯铁棒垂直没入水中,由于深水处溶氧量较少,一段时间后发现AB段产生较多铁锈,BC段腐蚀严重。
下列关于此现象的说法错误的是()A.铁棒AB段发生的反应为O2+2H2O+4e-4OH-B.腐蚀过程中在铁棒上会产生微电流,且方向是从AB段到BC段C.向水中加入一定量硫酸钾固体后,对铁棒的生锈速率几乎无影响D.产生这种现象的本质原因是铁棒所处的化学环境不同3.用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如图所示:分析图像,以下结论错误的是()A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快(y-x=b-a)D.两溶液中负极反应均为Fe-2e-Fe2+4.某同学进行下列实验:操作现象取一块打磨过的生铁片,在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”,其边缘为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是()A.生铁片发生吸氧腐蚀B.中心区的电极反应式为Fe-2e-Fe2+C.边缘处的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-D.交界处发生的反应为4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+5.我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。
下列说法错误的是()A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反应B.通电时,阴极上的电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-C.断电时,锌环上的电极反应为Zn2++2e-ZnD.断电时,仍能防止铁帽被腐蚀6.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如表。
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
精选人教版高中化学选修1 第三章 第二节 金属的腐蚀和防护练习含答案
第二节金属的腐蚀和防护1.为什么钢铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈?提示:不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成微小原电池而发生电化学腐蚀,主要发生吸氧腐蚀,加快了反应速率。
►综合拓展一、化学腐蚀和电化学腐蚀的比较二、吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁腐蚀为例)►尝试应用1.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时,正极的反应式为(C)A.Fe-2e-===Fe2+B.2H++2e-===H2↑C.2H2O+O2+4e-===4OH-D.Fe-3e-===Fe3+解析:考查金属的电化学腐蚀的实质。
钢铁中含有多种杂质,在考虑钢铁的电化学腐蚀时,为了简化问题,主要讨论碳杂质问题,也就是以Fe为负极,C为正极的原电池反应。
在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀,原电池的正极为C,发生还原反应,即得电子反应,故A、D两项应排除,在B、C两项中,B项是析氢腐蚀的电极反应式,所以C项符合题意。
金属的防护2.镀锌铁与镀锡铁的镀层破损后,哪个更耐腐蚀?提示:镀锌铁更耐腐蚀,因为发生电化学腐蚀时,锌比铁活泼,因此适合作原电池的负极,失去电子被氧化,从而保护了铁。
而锡不如铁活泼,当镀锡铁镀层破损后,铁做负极,失去电子被氧化。
►综合拓展三、金属的防护1.保持金属表面清洁干燥。
2.金属表面涂抹油漆等保护层。
3.改变金属内部结构,如制成合金。
4.通过化学方法使其表面形成保护层,如电镀、形成氧化膜等。
5.电化学防护法——牺牲阳极的阴极保护法。
电化学防护法应用原电池原理,让被保护金属作为正极,另找一种活动性较强的金属作为负极。
例如在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块,就可保护钢铁设备。
发生的电极反应:负极:2Zn-4e-===2Zn2+;正极:O2+2H2O+4e-===4OH-。
锌块不断被腐蚀,可定期拆换,使铁得到保护。
►尝试应用2.下列做法不能起防锈作用的是(A)A.保留铁制品上的铁锈B.在铁制品表面镀锌C.在金属机械上涂油D.在车、船的表面刷油漆解析:铁锈是比较疏松的氧化膜,容易保存一些水分,形成电解质溶液加速铁的腐蚀,不能起到防锈的作用。
鲁科版高中化学选修4化学反应原理课后习题 金属的腐蚀与防护
第2课时金属的腐蚀与防护A组1.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:选项A中黄铜(铜锌合金)可以构成原电池,被腐蚀的金属应是金属性较强的锌而不是铜,所以不会产生铜绿。
B中生铁中含有碳,可以构成原电池从而使铁腐蚀生锈。
C中铁与铜接触构成原电池,铁比铜活泼,铁被腐蚀生成铁锈。
选项D中银质奖牌是由较纯的银制作的,不构成原电池,久置后变暗是与空气中的物质发生氧化还原反应的原因。
答案:D2.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )解析:A、B、D都形成原电池,铁作负极,腐蚀速率加快;C中铁表面镀铜,铁被保护不易被腐蚀。
答案:C3.家用炒菜锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑。
在此变化过程中不发生的化学反应是( )A.4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3B.2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2C.2H2O+O2+4e-4OH-D.Fe-3e-Fe3+解析:家用铁锅中Fe、C构成原电池的两极。
用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑是因为在潮湿的环境中铁发生电化学腐蚀。
负极:Fe-2e-Fe2+,正极:2H2O+O2+4e-4OH-,总反应:2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2,生成的Fe(OH)2不稳定又被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3,反应化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,Fe(OH)3也能分解生成铁锈。
A、B、C正确。
答案:D4.电镀可以使物品更加美观,也可以起到保护物品的作用。
下列几种电镀制品的镀层损坏后,金属腐蚀的速率最快的是( )A.镀铝塑料B.铁制食品罐头盒(镀锡)C.白铁水桶(镀锌)D.镀银铜质奖章解析:关键是看,镀层损坏后,暴露出的金属与镀层能否形成原电池,暴露出的金属是否作为原电池的负极。
A项塑料不会被腐蚀;B项Fe为原电池负极,锡为原电池的正极,加速Fe的腐蚀;C项Zn为原电池的负极,铁为原电池的正极,铁被保护起来;D项Cu为原电池的负极,Ag为原电池的正极,加速了铜的腐蚀。
高中化学练习题 金属的腐蚀与防护 附答案解析
高中化学金属的腐蚀与防护【学习目标】1、理解金属发生电化学腐蚀的原因,了解电化学腐蚀的类型及差异并能写出电极反应;2、知道防治金属腐蚀的方法,并能从实验探究中获得体会。
【要点梳理】要点一、金属的腐蚀金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
1.金属腐蚀的实质。
金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化的过程,用反应方程式表示为:M-ne-=M n+(M代表金属元素)。
2.金属腐蚀的分类。
【高清课堂:金属的腐蚀与防护#化学腐蚀和电化学腐蚀】化学腐蚀电化学腐蚀相同点金属原子失去电子而被氧化的过程,即金属原子转化为阳离子的过程不同点条件金属与氧化剂直接接触不纯金属与电解质溶液接触现象无电流有微弱电流本质金属被氧化活泼金属被氧化相互关系往往同时发生,电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多,危害更严重类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正极反应(O2)O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑负极反应(Fe)Fe-2e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+其他反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属腐蚀时只能是发生吸氧腐蚀:5.判断金属腐蚀快慢的规律。
(1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)活动性不同的两金属,活动性差别越大,腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
要点二、金属的防护【高清课堂:金属的腐蚀与防护#金属的防护方法】1.金属防护的思路。
防止金属与化学物质直接接触,防止金属与环境形成原电池。
2.防护方法。
(1)改变金属的内部组成和结构:如不锈钢(钢中加入一定量的镍和铬)。
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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×
2
10
-=120Ω
Pc=(Eoc-Ec)/ Icor=(0.8+0.2)/10×3
10
-=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 、0
a 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 BD
CD AD CD DC CD
AB DB AD DB AB AB DB DB 1
1)(,)(--+=+=+==即
由图可知有:
100
01)(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 00
10011BD BD CD CD E E i i ba bc bc i i i i BD
CD AD CD BD CD
i i cor cor c c cor cor c c cor cor ⨯==-+=∴⨯+=--- 又0
00'lg 'lg 'c c c
c cor
cor 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 。
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)
(2)
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 。
解:(1)极化曲线如右图;
(2)由(1)极化曲线可知,在△ABC 中
阳极反应的
Tafel 斜率AB
AC
ba =
=αtan |
||'|lg
tan |)|lg |'|(lg tan 'd d d d cor cor i i ba i i AB AC E E E =-===-=∆∴αα腐蚀电位变化第八章3.不锈钢按组织分类可以分为哪几类,各举出他们的耐腐蚀性如何,并举例。
答:不锈钢按显微组织的不同可以分为四种类型:铁素体不锈钢,马氏体不锈钢,奥氏体不锈钢,沉淀硬化不锈钢。
(1) 铁素体不锈钢:基本上是铁铬二元合金,其铬含量在12%—30%之间,在许多的环境中具有优良的抗腐蚀性,但碳在铁素体中的溶解度小,铬在铁素体中的扩散速度较大,从而熵温冷却时较易析出碳化铬,形成晶界贫铬区,使材料的抗腐蚀性降低。
如17%Cr ,0.012%C 的铁素体不锈钢在退火状态的组织为等轴铁素体晶粒,其中弥散分布有碳化物,碳化物的存在降低材料的抗腐蚀性,可通过在700—800摄氏度退货时由于铬比较快的有晶粒内部向晶界扩散从而消除贫铬区,使晶间腐蚀性倾向降低。
同时铁素体不锈钢耐氯化物应力腐蚀也较好。
(2)马氏体不锈钢:马氏体不锈钢基本上是在含12%—17%铬的铁铬合金中,再加0.15%—1.0%的碳其抗腐蚀性不如铁素体,如2CrB,3CrB,4CrB 等。
由于碳含量的增加,其耐腐蚀性下降,一般在弱腐蚀性介质中使用。
(3)奥氏体不锈钢:基本上是铁镍铬三元合金,其铬含量约为16%—25%,镍含量约为7%—20%,其抗腐蚀性通常比铁素体不锈钢和马氏体不锈钢好,如Cr18Ni19不锈钢,在870—600摄氏度之间缓慢冷却会引起喊铬碳化物沿晶界沉淀从而产生晶间腐蚀,同时在其他条件下还会出现孔蚀,缝隙应力腐蚀等。
可通过一,提高铬和镍的含量;二,加入合金元素Mo,Cu,Si,Ti(或Nb)等;三,降低含碳量。
(4)沉淀硬化不锈钢。
其成分与奥氏体不锈钢成分相近,所不同的是增加了铝,铌或钽,这类钢具有很高的强度,如17-4PHCooCr17M4Cu3,其耐腐蚀性与一般不锈钢相同。