下载文档原格式
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。
《金属腐蚀与防护》课程习题集1.低碳钢在海水中的腐蚀速度为0.4440 g/m2⋅h，试换算成mm/a表示的深度指标，并计算电流密度。
设ρFe = 7.8 g/cm3。
（参考答案：V L = 0.500mm/a，i a = 4.26 ⨯ 10-5A/cm2）2.常用的评定金属均匀腐蚀速度的方法有哪几种？如何进行相互之间的单位换算？为什么这些方法不适用于局部腐蚀？3.20#碳钢试片规格为25⨯30⨯3mm，悬挂小孔径3mm，浸在25o C的自来水中，试验前试片重17.0858 g，浸泡10天后取出，清除腐蚀产物后称重为16.9988 g，问：试片年腐蚀率多少（mm/a）？若用该材质制作盛水储罐，假定使用期20年，壁厚至少要多厚？设ρFe = 7.8 g/cm3。
（参考答案：4.40mm）4.测得铁在H2SO4中的腐蚀电流密度i a = 1 ⨯ 10-5A/cm2，试将其换算成重量表示法及深度表示法的腐蚀速度。
已知铁的摩尔质量为55.84 g，ρFe = 7.8 g/cm3。
（参考答案：V- = 0.104 g/m2⋅h，V L = 0.177mm/a）5.有一锌样品表面积为30 cm2，重量为21.4261 g，在400o C高温空气中氧化180小时后重量为21.4279 g，已知ρZn = 7.14 g/cm3。
试求：V-、V+、V L。
（参考答案：V+ = 3.33⨯ 10-3 g/m2⋅h，V- = 1.35 ⨯ 10-2 g/m2⋅h，V L = 1.656⨯ 10-2 mm/a）6.什么是金属的腐蚀？举例说明金属腐蚀与防护的重要性。
7.什么是化学腐蚀和电化学腐蚀？举例说明。
8.按腐蚀形态分，金属腐蚀可分为哪些类型？9.在25︒C、1atm下，计算铁电极Fe2+/Fe在标准状况下的氢标电位(αH+ =1，αFe2+ = 1)，已知μFe2+= -84935.2 J/mol。
（参考答案：ϕ︒Fe2+/Fe = -0.440V ）10.求25︒C时下列电池中，正负极的电极电位各为多少伏？电池电动势有多大？Pt∣Pb∣Pb2+（α = 0.02）∣∣Cl-（α = 0.1）∣Cl2（1atm）∣Pt已知ϕ︒Pb2+/Pb = -0.126V，ϕ︒Cl-= 1.359V2/Cl（参考答案：E = 1.593V）11.写出能斯特公式的一般表达式及推导，它的适用范围，公式中各系数的含义。
高三化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析1.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：A．在pH<4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B．存pH>6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．在pH>14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，碳钢腐蚀速率会减缓【答案】C【解析】A、酸性条件下，碳钢发生析氢腐蚀，Fe-2e-= Fe2+，正确；B、当pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，正确；C．在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，错误；D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，正确，答案选C。
【考点】考查金属的电化学腐蚀的种类与发生条件的判断2.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下。
下列说法不正确的是A．因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀B．若水膜中溶解了SO2，则铁铆钉腐蚀的速率变小C．铜极上的反应是2H+ + 2e- ="=" H2↑，O2+ 4e- + 4H+ ="=" 2H2OD．在金属表面涂一层油脂，能防止铁铆钉被腐蚀【答案】B【解析】A、因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀，正确；B、若水膜中溶解了SO2，使溶液酸性增强，氢离子浓度增大，则铁铆钉腐蚀的速率变大，错误；C、从图中可看出，铁同时发生析氢和吸氧腐蚀，铜极是正极，发生的反应是2H+ + 2e- ="=" H2↑，O2+ 4e- + 4H+ ="="2H2O ，正确；D、在金属表面涂一层油脂，隔绝氧气，能防止铁铆钉被腐蚀，正确，答案选B。
【考点】考查金属腐蚀原理及防护3.下列说法不正确的是：A．通过煤的干馏可获得苯、甲苯等芳香烃B．在海轮外壳装上锌块，可减缓船体的腐蚀速率C．电渗析法、离子交换法中，只有后者可以应用于海水的淡化D．我国城市推广使用清洁燃料是压缩天然气类和液化石油气类【答案】C【解析】A、煤干馏可得煤焦油，煤焦油中含有苯、甲苯等芳香烃，正确；B、在海轮外壳装上锌块，形成原电池时，Zn为负极，Fe为正极，可减缓船体的腐蚀速率，正确；C、电渗析法、离子交换法都可用于海水的淡化，错误；D、压缩天然气类主要成分是甲烷，液化石油气主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，燃烧时产生污染物较少，是我国城市推广使用的清洁燃料，正确。
金属的电化学腐蚀与防护1．金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。
2．金属腐蚀的类型（1）化学腐蚀与电化学腐蚀（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀3．金属的防护（1）电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属；b．正极：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—电解原理a．阴极：被保护的金属设备；b．阳极：惰性金属或石墨。
（2）改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
（3）加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
题组一腐蚀快慢与防护方法的比较1．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为（）A．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥D．⑤③②④①⑥2．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（）A．图1中，铁钉易被腐蚀B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极题组二金属腐蚀与防护3．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，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，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－―→H2↑4．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是（）A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整典例精炼1．(全国卷Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO2－4可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
第二节金属的腐化与分类知识点一：金属的腐化1. 为了防止青铜器生成铜绿，以下方法正确的选项是（）A.将青铜器放在银质托盘上B.将青铜器保存在干燥的环境中C.将青铜器保存在湿润的空气中D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜2. 以下表达不正确的选项是（）A.铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐化C.钢铁吸氧腐化的正极反响：－－O＋2HO＋4e ===4OH2D.铁遇冷的浓硫酸表面钝化，可保护内部不被腐化3．小明家里珍藏了一件清朝的铝制佛像，该佛像到现在仍保存十分完满。
该佛像未锈蚀的主要原由是（）A．铝不易发生化学反响B．铝的氧化物简单发生复原反响C．铝不易被氧化D．铝易氧化，但氧化铝拥有保护内部铝的作用4. 钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐化时，正极的反响式为（）A.Fe－2e－===Fe2＋B.2H＋＋2e－ ===H2↑－－C.2H2O＋O2＋4e ===4OHD.Fe－3e－===Fe3＋5. 以下现象与电化学没关的是（）A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B.铁质器械附有铜质配件，在接触处易生铁锈C.生铁比纯铁简单生锈D.银质物件久置表面变暗知识点二：金属的防备6. 埋在地下的输油铸铁管道，在以下各样状况下，被腐化最慢的是（）A. 在含铁元素许多的酸性土壤中B. 在湿润松散的土壤中C.在干燥致密不透气的土壤中D.在含碳粒许多，湿润透气的中性土壤中7. 以下金属的防备方法不正确的选项是（）A. 对健身器械涂油漆以防备生锈B. 对某些工具的“机械挪动零件”采用刷油漆的方法来防锈C.用牺牲锌块的方法保护船体D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈8. 为防备碳素钢菜刀生锈，在使用后特别是切过咸菜后，应将其（）A. 洗净、擦干B. 浸泡在水中9.建筑用的钢材在出厂以前都要经过发蓝办理，使其表面生成一层四氧化三铁，其目的是（）A.增添钢材的硬度B.加强钢材的抗腐化能力C.使钢材雅观D.增添钢材的韧性10. 以下几种铁板，在镀层被损坏后，最耐腐化的是（）A. 镀锌铁板 B 镀铜铁板C.镀锡铁板D. 镀铅铁板11. 以下防腐举措中，利用原电池反响使主要金属获得保护的是（）A.用氧化剂使金属表面生成致密稳固的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的壳体水线以下部分装上锌锭D.金属表面喷漆综合练习：12.（双选题）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有 Cu2（OH）3Cl 覆盖在其表面。
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－。
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。
