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高二化学金属的腐蚀与保护考试题（有答案）高二化学金属的腐蚀与保护考试题（有答案）：第1章第3节第3课时一、选择题1．关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是A．正极就是阳极B．负极就是阴极C．阳极上发生氧化反应 D．正极上发生氧化反应分析：此保护法是被保护的金属做原电池的正极，在电极上发生还原反应，被消耗的金属做原电池的负极，发生氧化反应，在电池内部称为阳极。
答案： C2．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是①纯银器表面在空气中因化学腐蚀日渐变暗②当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护用途③在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是使用了牺牲阳极的阴极保护法④可将地下输油钢管与外加直接电源的正极相连以保护它不受腐蚀A．①②③ B．①③④C．①③ D．全部分析：纯银器在空气中不可以形成原电池，主要发生化学腐蚀；当镀层破损时，SnFe可形成原电池，Fe做负极，腐蚀速度加快，不再起到保护用途；C与Zn块形成原电池，Zn做负极，从而保护Fe正极；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连。
答案： C3．以下现象说明是化学腐蚀的是A．黄铜制作的铜锣不容易产生铜绿B．生铁比软铁芯容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．铝制品擦亮后，几天后表面又变暗分析：A项中Zn比Cu活泼，Zn易被腐蚀，而Cu被保护，铜锣不容易产生铜绿说明的是电化腐蚀；B项中生铁因为易发生电化腐蚀造成比纯铁易生锈；C项发生电化腐蚀时铁作负极易被腐蚀。
答案： D4．下列说法不正确的是A．电化学腐蚀比化学腐蚀常见B．钢铁发生吸氧腐蚀时负极反应为：Fe―Fe3＋＋3e－C．钢铁在干燥的环境中不容易被腐蚀D．镀锌铁比镀锡铁耐用分析：在干燥不透气的环境中，最不容易构成原电池。
答案： C5．缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。
则该金属丝可能是A．镁 B．铝C．锌 D．铜分析：在金属丝一边的溶液中出现粉红色，是因为铁钉发生吸氧腐蚀，则铁钉作原电池的负极：2Fe―2Fe2＋＋4e－；比铁不活泼的金属作正极：O2＋2H2O＋4e－―4OH－，因为[OH－]增大，溶液显红色，D正确。
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】3．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较。
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【高清课堂：金属的腐蚀与防护#钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较】4．钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较。
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（O 2）O 2+2H 2O+4e －＝4OH －2H ++2e －＝H 2↑负极反应（Fe ）Fe －2e －＝Fe 2+Fe －2e －＝Fe 2+其他反应Fe 2++2OH －＝Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H 2O+O 2＝4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈要点诠释：由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；另外，只有在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。
金属腐蚀理论及应用复习题一、解释名词1.平衡电位2.腐蚀电位3.过电位4.致钝电位5.法拉第电位6.孔蚀电位（击穿电位）7.析氢腐蚀，吸氧腐蚀8.极化9.闭塞电池10.金属氧化膜完整性的PB原理（须写出表达式）11.Frenkel型缺陷12.内氧化，选择性氧化二、回答下列问题：1.含有二氧化碳的软水，通过两套不同的供水系统，（1）软水流经铜管进入镀锌的钢水槽，半年左右镀锌的钢水槽发生穿孔腐蚀；（2）软水流经镀锌管后进入镀锌的钢水槽，四年多尚未发现镀锌的钢水槽有局部腐蚀。
请问这是为什么？2.为什么在使用搪瓷盆时，若不小心局部磕碰掉瓷后，会很快腐蚀穿孔？3.两块铜板用钢螺栓固定，将会出现什么问题？应采取何种措施？4.碳钢在不同浓度氯化钠溶液中腐蚀速度呈现什么规律？如何解释？5.为什么含①1%Hg、②1%Pt和③1%Fe的三种不同锌合金在0.5mol/LH2SO4溶液中腐蚀速度相差较大，而同样的合金在在充气的0.5mol/LKCl溶液中腐蚀速度几乎相同？6. 什么是腐蚀？腐蚀的研究对象是什么？简述腐蚀研究的意义。
7.何谓合金的内氧化，合金的选择性氧化？简述合金由内氧化向外选择性氧化转变的条件。
8.什么叫阳极性镀层？什么叫阴极性镀层？试举例说明其特点。
9.什么叫缓蚀剂保护？什么叫缓蚀率？按作用机理及按成膜特征可分为哪几类？请在每一类中举述一个常用缓蚀剂。
10.有三种材质及所流过的介质都完全相同的管道。
其中①管内为裸管，②管内有涂层，但涂层质量较差，③管内有涂层与线状牺牲阳极联合保护。
请判断这三种管道哪种最先穿孔，哪种管道使用寿命最长？三、判断以下几种情况，埋在土壤中管道的哪个部位腐蚀更为严重，为什么？（12分）1.管道在沥青路面下通过；2.管道穿越河道；3.管道通过混凝土结构；4.阴极保护安装绝缘法兰，一端通电，一端不通电；5.管道通过含盐浓度不同的地段；6.管道穿过粘土与沙土地段。
四、试论述18-8奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的原因。
金属腐蚀与防护课后习题及实验答案课后习题1.什么是金属腐蚀？请简要说明。
金属腐蚀是指金属在与外界环境接触的过程中，由于化学或电化学作用导致金属表面逐渐失去其原有的金属性质的一种现象。
金属腐蚀主要由电子传递过程和离子传递过程构成。
2.列举几种常见的金属腐蚀类型。
•电化学腐蚀•化学腐蚀•氧化腐蚀3.金属腐蚀的影响主要体现在哪些方面？金属腐蚀的主要影响包括： - 金属材料的破坏和失效 - 资源浪费 - 生态环境污染4.请列举几种常见的金属腐蚀防护方法。
•表面涂覆防护•电化学防护•材料选择防护5.什么是阴极保护？它是如何实现的？阴极保护是一种主动防护措施，通过在金属表面引入外部电流，使金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的一种方法。
实现阴极保护的关键是保证外部电流的输入和金属结构的良好接触。
常见的阴极保护方法包括外加电流阴极保护和阳极保护。
实验答案实验一：金属腐蚀观察实验目的：观察不同金属在某种腐蚀剂作用下的腐蚀现象。
实验步骤： 1. 准备实验器材和试剂，包括不同金属样品、腐蚀剂。
2. 将不同金属样品分别放入不同的容器中。
3. 向不同容器中添加适量的腐蚀剂。
4. 观察金属样品在腐蚀剂中的变化，记录下观察结果。
实验结果：观察不同金属样品在腐蚀剂中的变化，记录下观察结果。
金属样品腐蚀剂腐蚀现象铁盐酸表面产生气泡铝硝酸表面逐渐变薄铜硫酸表面出现绿色物质实验结论：根据实验结果可以得出以下结论： - 铁在盐酸中会发生气泡，产生氢气。
- 铝在硝酸中会逐渐被腐蚀，表面变薄。
- 铜在硫酸中会生成绿色物质，表明发生了腐蚀反应。
实验二：金属腐蚀防护实验目的：通过表面涂覆防护来延缓金属腐蚀的过程。
实验步骤： 1. 准备实验器材和试剂，包括金属样品、防护涂层材料。
2. 将金属样品分别涂覆上防护涂层材料。
3. 将涂好防护涂层的金属样品放入腐蚀介质中。
4. 观察金属样品在腐蚀介质中的变化，记录下观察结果。
实验结果：观察涂有防护涂层的金属样品在腐蚀介质中的变化，记录下观察结果。
金属腐蚀理论及腐蚀控制答案本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March《金属腐蚀理论及腐蚀控制》（跟着剑哥走，有肉吃。
）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。
30% HNO3，25C2040330405解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有：Vˉ=△Wˉ/st= m∙h又有d=m/v=20×40×=cm2∙hVp=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/ m2∙h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/ m2∙h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/ m2∙hVp=ˉ/d=×=y对铝：Vˉ=△Wˉ/st= m2∙hVp=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。
金属腐蚀与防护试卷1一、解释概念:（共8分，每个2分）钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀二、填空题：（共30分，每空1分）1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。
2．在水的电位-pH图上，线ⓐ表示关系，线ⓑ表示关系，线ⓐ下方是的稳定存在区，线ⓑ上方是的稳定存在区，线ⓐ与线ⓑ之间是的稳定存在区。
腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征 3．热力系统中发生游离CO2是，防止游离CO腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在2范围为宜。
4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。
淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。
5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。
6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。
7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。
三、问答题：（共24分，每小题4分）1．说明协调磷酸盐处理原理。
2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么？3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么？4．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么？5．说明热力设备氧腐蚀的机理。
6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。
四、计算：（共24分，每小题8分）1．在中性溶液中，Fe+2=106-mol/L，温度为25℃，此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀？并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH值。
（E0Fe2+/Fe = - ）2．写出V-与i corr的关系式及V t与i corr的关系式，并说明式中各项的物理意义。
3．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：Cu = Cu2+ + 2e E0Cu2+/Cu = +H2 = 2H+ + 2e E02H+/H =2H2O = O2 + 4H+ + 4e E0O2/H2O = +问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀？五、分析：（共14分，每小题7分）1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO3中的腐蚀速度为何比在稀HNO3中的腐蚀速度低？2. 炉水协调磷酸盐-pH控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。
化工腐蚀试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属腐蚀的类型包括（）。
A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 所有以上答案：D2. 金属腐蚀的防护措施不包括（）。
A. 涂层保护B. 阴极保护C. 阳极保护D. 腐蚀性介质的更换答案：D3. 以下哪种金属更容易发生电化学腐蚀？（）A. 铁B. 铜C. 铝D. 不锈钢答案：A4. 金属腐蚀速率的测定方法不包括（）。
A. 失重法B. 增重法C. 电化学测试D. 热力学分析答案：D5. 腐蚀电池的组成部分包括（）。
A. 阳极B. 阴极C. 电解质D. 所有以上答案：D6. 以下哪种金属的耐腐蚀性最好？（）A. 镁B. 铝C. 钛D. 铅答案：C7. 金属的腐蚀速率受哪些因素的影响？（）A. 温度B. 介质C. 金属本身的性质D. 所有以上答案：D8. 以下哪种金属腐蚀属于化学腐蚀？（）A. 铁在潮湿空气中的腐蚀B. 铁在稀硫酸中的腐蚀C. 铁在海水中的腐蚀D. 铁在干燥空气中的腐蚀答案：B9. 金属腐蚀的防护措施中，哪种方法不涉及电化学原理？（）A. 涂层保护B. 牺牲阳极保护C. 外加电流阴极保护D. 电镀答案：A10. 金属腐蚀的类型中，哪种腐蚀速度最快？（）A. 均匀腐蚀B. 点蚀C. 应力腐蚀D. 腐蚀疲劳答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 金属腐蚀的基本原理是金属原子的________。
答案：氧化2. 金属腐蚀的电化学腐蚀类型中，阳极发生________反应。
答案：氧化3. 金属腐蚀的防护措施中，________保护是一种常见的方法。
答案：涂层4. 金属腐蚀的电化学腐蚀类型中，阴极发生________反应。
答案：还原5. 金属腐蚀速率的测定方法中，失重法是通过测量金属腐蚀前后的________来计算腐蚀速率的。
答案：质量差6. 金属腐蚀的防护措施中，牺牲阳极保护是利用________的腐蚀来保护被保护金属。
答案：牺牲阳极7. 金属腐蚀的类型中，化学腐蚀不涉及________。
金属腐蚀理论与腐蚀控制复习题第一章 绪论 思考题1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法： ①深度：年腐蚀深度 〔p V 〕V P =t h ∆=d-V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V -代表失重腐蚀速度； t是腐蚀时间，单位y ；d 是金属材料的密度；V P 所以的单位是mm/y 。
②增重：V +=St W +∆ = StW W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ；W 1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ； S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。
③失重：失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ； W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ； S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。
计算题计算题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Vp ，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1解：由题意得：〔1〕对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有： V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm 2∙h Vp=8.76V ˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO 3(25℃)中有： V ˉ=△W ˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6 =0.3391g/㎡∙hd=m/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3铝说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀〔2〕对不锈钢在20%HNO( 25℃)有：3表面积S=2π×0.0152＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2∙h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表面积S=2π×0.022＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/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。
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。
第一课时金属的腐蚀1.下列说法正确的是()A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用原电池反应来减缓金属的腐蚀C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,但引起的正极反应相同D.无论哪种类型的腐蚀,其本质都是金属被氧化解析:金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程,D正确;依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知,C不正确;原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用于防止金属的腐蚀,例如镀锌铁中的Fe不易腐蚀,B不正确;如不锈钢不易被腐蚀,A不正确。
答案:D2.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为4Fe+3O2+2x H2O2Fe2O3·x H2O。
如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如右图所示。
最容易生锈的铁架横杆是()A.①B.②C.③D.④解析:③处O2充足且潮湿,腐蚀最快。
答案:C3.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解析:上述两个装置都构成原电池,发生吸氧腐蚀,a中铁为负极,发生Fe-2e-Fe2+,铜为正极,发生O2+2H2O+4e-4OH-的还原反应,b中Al为负极,发生Al-3e-Al3+,铁为正极,发生O2+2H2O+4e-4OH-的还原反应。
答案:B4.钢铁发生吸氧腐蚀时,发生还原反应的电极反应式是()A.Fe-2e-Fe2+B.2H2O+O2+4e-4OH-C.2H++2e-H2↑D.4OH--4e-O2↑+2H2O解析:钢铁发生吸氧腐蚀时,负极发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+,正极发生还原反应:O2+2H2O+4e-4OH-。
答案:B5.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,正确的是()A.此过程中铜会被腐蚀B.此过程中还涉及反应:4Fe+3O22Fe2O3,从而形成铁锈C.正极电极反应式为2H++2e-H2↑D.此过程中电子从Fe移向Cu解析:因铁的活动性强于铜的,所以铁作负极被腐蚀,失电子被氧化成Fe2+,铜作正极,空气中的氧气被还原生成OH-。
2013金属腐蚀理论及应用试题材硕1201-1200621-刘维港一、名词解释：（5分）平衡电位：当金属正离子进入溶液成为水合金属离子后，由于静电作用不仅水合了该金属正离子能回到金属中去，而且也能将溶液中水合了的其他正离子吸引到金属上去。
当这两个相反过程速率相等且又可逆时，会产生一个稳定的电极电位，称为平衡电位。
腐蚀电位：在金属腐蚀过程中，腐蚀金属电极表面上常常有两个或更多个电极电极反应同时进行，当这些电极反应的阴极反应和阳极反应痛同时以相等的速率进行时，电极反应将发生相互耦合，阴、阳极反应的电位由于极化原因而相互靠拢，最后达到一个共同的非平衡电位，此电位称之为混合电位，也称为腐蚀电位。
绝对电位：浸在某一电解质溶液中并在其界面发生电化学反应的导体称之为电极。
当金属和电解质溶液接触时，在金属/溶液界面处将产生电化学双电层，此双电层的金属相与溶液相直接的电位差称之为电极电位。
单个电极上的双电层电位差的绝对值称之为绝对电位。
但是单个电极的绝对电位无法测定。
AISI：AISI是美国的一种行业标准，是“美国钢铁学会标准”的英文首字母缩写。
选择性氧化：在多个元素氧化过程中，存在着竞争氧化的现象，即存在着某一个元素优先氧化的问题，这个现象叫做选择性氧化。
二、回答下列问题：（15分）1.含有二氧化碳的软水，通过两套不同的供水系统，（1）软水流经铜管进入镀锌的钢水槽，半年左右镀锌的钢水槽发生穿孔腐蚀；（2）软水流经镀锌管后进入镀锌的钢水槽，四年多尚未发现镀锌的钢水槽有局部腐蚀。
请问这是为什么？答：（1）软水含有CO2呈酸性，为导电的腐蚀介质。
铜与锌、铁比较，无论标准电位还是电偶序，其电位数值都较高，因此，理论上会发生电偶腐蚀。
其原因有两种可能：第一种可能性：如果铜管与镀锌水箱直接连接，在连接处附近会发生电偶腐蚀，导致水箱泄漏。
第二种可能性：如果采取了绝缘措施，对铜管而言，水中含氧可发生氧去极化腐蚀，即阳极Cu→Cu2++2e，阴极O2+4H++4e→2H2O,结果使水流经铜管后含有了Cu2+离子。
含有Cu2+离子的水进入水箱后，与锌发生置换反应，实质是发生了铜离子还原的阴极反应Cu2++2e→Cu（Cu2+是极强的氧化剂），使铜沉积于水箱的靠近进口的部分表面，这样沉积铜的表面为阴极，金属锌为阳极，发生了间接电偶腐蚀。
当镀锌层消耗后漏出铁时，铁仍为阳极，继续腐蚀，直至穿孔。
（2）不存在电偶腐蚀问题，发生的腐蚀为均匀腐蚀，而且镀锌层在常温水中耐腐蚀性较好，所以使用寿命更长。
2.为了防止双金属腐蚀，有人把涂料涂刷在贱金属（电位较负的金属）上，以防贱金属加速腐蚀，你对这种做法有何看法？答：这种做法是不对的，会加速贱金属的腐蚀，原因如下：涂料一般指有机涂层，除添加锌粉等的特殊涂层外，一般有机涂层不导电，多为阴极性涂层，而且有空隙，避免不了水分子的渗透，因此单独使用涂料很容易出现大阴极小阳极的局部腐蚀电池情况。
而电化学腐蚀原理表明：小阳极大阴极组合会加速阳极腐蚀，反之大阳极与小阴极的连接则会降低腐蚀速率。
因此，大阴极小阳极的组合不是过早穿孔，就是空隙处膜下发生腐蚀而产生的腐蚀产物使涂层鼓泡、脱落，其防腐寿命很短。
3.第二次世界大战后不久，美国制造了一艘豪华游船“海洋在召唤号”，船体用蒙乃尔(Monel)做外壳，用钢钉铆接。
可在海洋中试航不久，船体主要构架发生了严重的破坏，最后不得不报废了，请你分析一下是什么原因？属于什么形态腐蚀，你认为用什么防护措施可以减轻或防止其腐蚀破坏。
答：船体报废的原因：船体用钢钉铆接后，钢钉与蒙乃尔合金的金属活泼性不同，在海水这种电解质溶液中形成原电池的原理，加速了两种金属中间的化学腐蚀，致使船体主要构架严重破坏，最后报废。
所属的腐蚀类型：这种腐蚀是一种电化学腐蚀，是电偶腐蚀，也是缝隙腐蚀，均是局部腐蚀的一种形式。
电偶腐蚀是两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。
缝隙腐蚀它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内，这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成。
防护措施：电偶腐蚀的主要防止措施有：①选择在工作环境下电极电位尽量接近（最好不超过50毫伏）的金属作为相接触的电偶对；②减小较正电极电位金属的面积，尽量使电极电位较负的金属表面积增大；③尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大；④充分利用防护层，或设法外加保护电位。
选择防护方法时应考虑面积律的影响，以及腐蚀产物的影响等。
三、奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢均会产生晶间腐蚀，它们的机理有何异同？（10）答: 奥氏体不锈钢晶间腐蚀的机理主要有“贫Cr理论”, 晶界区选择性溶解理论，阳极相理论，吸附理论（1）“贫Cr理论”含碳量较高的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是由于晶界区的贫铬所引起的。
C在奥氏体中的饱和溶解度<0.02%，不锈钢的C含量一般都高于这一数值。
当不锈钢固溶处理后，C处于过饱和状态。
当不锈钢再次经过敏化温度范围(600~800℃)加热后又处于腐蚀介质中时,由于在加热过程中沿晶界析出了铬的碳化物，导致晶界附近铬的含量下降而出现贫铬区，当贫铬区铬的含量低于某种腐蚀介质的最低耐蚀铬含量要求时，贫铬区作为阳极被腐蚀。
由于贫铬区很窄，又紧挨着晶界，所以表现为晶界腐蚀。
（2）晶界区选择性溶解理论不锈钢在强氧化性介质中也会发生晶间腐蚀，但不发生在经过敏化处理的不锈钢，而是发生在经固溶处理的不锈钢上。
对于这类晶间腐蚀显然不能用贫Cr理论来解释，可用晶界区选择性溶解理论来解释。
当晶界上析出了σ相(FeCr金属间化合物)，或是有杂质(如P、Si )偏析，在强氧化性介质中便会发生选择性溶解，以致发生晶间腐蚀.而敏化加热时析出的碳化物有可能使杂质不富集或者程度减轻，从而消除或减少晶间腐蚀倾向。
（3）阳极相理论随着冶炼工艺的提高，已能够生产出低碳、超低碳不锈钢，因而碳化物析出而引起的晶间腐蚀已大为减少。
然而当超低碳不锈钢，特别是高Cr、Mo钢在650~800℃受热后在强氧化性介质中也会发生晶间腐蚀，但不发生在经过敏化处理的不锈钢，而是发生在经固溶处理的不锈钢上对于这类晶间腐蚀显然不能用贫Cr理论来解释。
这是因为在晶界形成了Fe-Mo或Mo-Fe金属间化合物，在过钝化条件发生了选择性溶解。
（4）吸附理论杂质(如P、Si)的偏析，在强氧化性介质中便会发生选择性溶解，以致发生晶间腐蚀。
铁素体不锈钢晶间腐蚀的机理主要有亚稳相溶解理论，亚稳沉淀相理论，贫铬理论（1）亚稳相溶解理论这种理论认为高温在晶界形成奥氏体薄膜，这种膜是富C而贪Cr的。
有人认为在化学介质中晶间腐蚀就是沿着这种不稳定的奥氏体薄膜进行的；而也有人认为受腐蚀的是这种奥氏体所转变成的马氏体。
（2）亚稳沉淀相理论这种理论认为高温(约高于1000℃)时，晶界富集碳而形成奥氏体，快速冷却时，在γ/界面沉淀易于腐蚀的碳化物，故有晶间腐蚀趋势。
在750℃的附近加热，碳化铁转α化为碳化铬，故耐晶间腐蚀。
（3）贫铬理论这种理论指出，敏化处理时，碳向晶界的扩散较铬为快，因此在晶界及其邻近区域的铬由于(CrFe)23C6在晶界的沉淀而发生贫铬现象。
如果铬量降低到钝化所需的铬量极限以下，由于构成大阴极一小阳极的微电池，加速了沿晶粒间界的腐蚀。
贫铬理论不仅长期以来可以满意地说明奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题，近年来也较满意地解释铁素体不锈钢的晶间腐蚀问题。
铁素体不锈钢晶间腐蚀的特点：1.铁素体不锈钢从约925℃以上急速冷却(变为敏化态)，易发火晶间腐蚀，另外，从冷却速度的影响来看，以空冷后的晶间腐蚀倾向最大；2.焊后的普通铁素体不锈钢产生晶间腐蚀的位置是在焊接接头的紧邻熔合线处；3.对于已处于晶间腐蚀敏感状态的铁素体不锈钢，一般经由大约700~800℃短时间回火处理便可减少或消除晶间腐蚀倾向；4.与奥氏体不锈钢不一样，铁索体不锈钢碳含量降低至超低碳钢级(0.03％C)，还不足以避免晶间腐蚀倾向，而须要更高的纯度。
四、以海上采油平台（材料为Q235钢）为例，说明海洋腐蚀的特点？（10分）答: 海水是一种含有多种盐类的电解质溶液，除了电位很负的镁及其合金外，大部分金属材料在海水中都氧去极化腐蚀。
对于处于海水环境中的海上采油平台来说，如同轮船一样飘浮在海面上，制造平台的Q235碳钢分别处于全浸区、潮汐区、飞溅区和大气区，锚固金属处于海泥区。
海洋环境腐蚀机理为阴极氧去极化控制的电化学腐蚀过程，因此其腐蚀速度主要由海水的含氧量决定，氧含量高则腐蚀性强。
1）全浸区：平均低潮线以下的位置为海水全浸区。
根据海洋的深度不同，又分为浅海区和深海区，二者并无确切的深度界限，一般所说的浅海区大多指100～200m以内的海水。
海洋环境因素如温度、含氧量、盐度、pH值等随海洋的深度而变化，所以海水深度必然影响到全浸区金属的腐蚀行为。
其中是最为主要的因素是温度和含氧量。
全浸区中钢铁的腐蚀速度在0.07~0.18mm/a。
浅海区海水氧处于饱和态，温度高，海水流速大腐蚀比深海区大，海洋生物会粘附在金属材料上。
一般来说，20m水深以内的海水较深层海水具有更强的腐蚀性。
深海区的含氧量较小，温度接近0℃，海洋生物的活性减小。
2）潮汐区：指平均高潮位与平均低潮位之间的区段，对于海洋平台金属，潮汐区海水含氧多为阴极区域，全浸区含氧低为阳极区域，结果导致靠近平均低潮线的全浸区腐蚀速度大于潮汐区。
金属表面与含氧充分的海水周期性地接触，引起腐蚀。
与飞溅区相比，潮汐区的氧扩散没有飞溅区那样快，也无强烈的海水冲击。
潮汐区金属表面温度受气温影响也受海水温度的影响，通常接近于表层海水温度。
潮汐区的腐蚀通常是平均高潮位和平均低潮位最为严重，这是氧浓差电池的作用。
潮差段因供氧充分，成为阴极，受到一定程度的保护，腐蚀减轻。
低潮位以下全浸区因供氧相对较少成为阳极，使腐蚀加速。
在工程设计上，有时把潮差区并入飞溅区一起考虑，并不是因为两段间的腐蚀是一样的，而是从施工、维护和阴极保护方面加综合考虑，使之协调一致。
3）飞溅区：指平均高潮线以上海洋飞溅所能湿润的位置。
在这个部位，金属材料表面连续不断地被海水湿润，海水又与空气充分接触，含氧量充分，含盐量很高，加上海水的冲击作用，腐蚀在这个部位最为严重。
当很高的风速和海流速造成强烈的海水运动时，海水的冲击会在飞溅区成磨耗－腐蚀联合作用的破坏。
同时强烈的海水冲击不断地破坏腐蚀产物和保护涂层，增加了飞溅区的腐蚀。
4）大气区：飞溅区以上为海洋大气区，金属表面液膜中含导电粒子量低于海水，所以腐蚀速度最低。
5）海泥区：主要由海底沉积物构成，含盐度高，电阻率低，因此是良好的电解质，对金属的腐蚀要比陆地上土壤要高。
由于氧浓度十分低，所以海泥区的腐蚀比全浸区要低。
