《金属腐蚀与防护》课程习题集.docx

《金属腐蚀与防护》课程习题集Fe1. 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r = 7.8 g/cm3L a〔参考答案：V = 0.500 mm/a，i = 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？如何进展相互之间的单位换算？ 为什么这些方法不适用于局部腐蚀？Fe3. 20#碳钢试片规格为 25´30´3mm，悬挂小孔径 3mm，浸在 25oC 的自来水中，试验前试片重 17.0858 g，浸泡 10 天后取出，去除腐蚀产物后称重为 16.9988 g，问：试片年腐蚀率多少〔mm/a〕？假设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r = 7.8 g/cm3〔参考答案：4.40mm〕Fe2 4 a4. 测得铁在 H SO 中的腐蚀电流密度i = 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铁的摩尔质量为 55.84 g，r = 7.8 g/cm3L〔参考答案：V- = 0.104 g/m2×h，V = 0.177 mm/a〕5. 有一锌样品外表积为 30 cm2，重量为 21.4261 g，在 400oC 高温空气中氧化 180 小时Zn后重量为 21.4279 g，r= 7.14 g/cm3。

试求：V-、V+、V LL〔参考答案：V+ = 3.33´ 10-3 g/m2×h，V- = 1.35 ´ 10-2 g/m2×h，V = 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？H+9. 在 25°C、1atm 下，计算铁电极 Fe2+/Fe 在标准状况下的氢标电位(a，=1 aFe2+= 1)，m = -84935.2 J/molFe2+〔参考答案： j°Fe2+/Fe = -0.440V 〕10. 求 25°C 时以下电池中，正负极的电极电位各为多少伏？电池电动势有多大？Pt½Pb½Pb2+〔a = 0.02〕½½Cl-〔a = 0.1〕½Cl2〔1atm〕½Ptj°Pb2+/Pb = -0.126V，j°Cl2/Cl- = 1.359V〔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12. 以下电池中，哪个电极发生氧化反响？哪个电极发生复原反响？ Ag，AgBr½Br-〔a = 0.001〕½½Cl-〔a = 0.01〕½AgCl，Ag其j°- = 0.095V，j°- = 0.2224VAg，AgBr/Br Ag，AgCl/Cl〔参考答案：左边发生氧化反响〕T,P13. 如何依据腐蚀反响自由能变化(DG) 推断金属腐蚀发生的可能性？14. 如何依据电极电位推断金属腐蚀发生的可能性？215. 试确定 25°C 时，铁在中性的水中是否有可能发生析氢腐蚀？：Fe(OH) 的溶度积为 1.65 ´ 10-15，空气中P = 5.065 ´ 10-5 kPa，j° = -0.440V，水的离子积H2 Fe2+/Fe为 1.008 ´ 10-14。

〔参考答案：可发生〕16. 某一循环冷却水系统承受碳钢冷却管当循环冷却水中含有 1 ´ 10-5 mol/L 的 Cu2+时，会否在碳钢管上析出 Cu？〔参考答案：会〕17. 什么是腐蚀原电池？其根本组成是什么？腐蚀原电池有哪几种类型？18. 什么是微观腐蚀电池和宏观腐蚀电池？分别是如何形成的？19. 什么是电化学腐蚀的次生过程？20. 电位-pH 图构成的根本原理是什么？21. 电位-pH 图中点、线、面的含义是什么？222. 依据 Fe-H O 体系电位-pH 图，处于腐蚀区的 Fe 可实行哪几种方法防止被腐蚀？23. 什么是试验电位-pH 图？它对腐蚀争论有何意义？24. 什么是极化？去极化？它们在腐蚀与防护争论中有何意义？产生极化的缘由有哪些?25. 如图 2-1 所示，锌铜电极面积均为 5cm2，线路内电阻120W，外电阻 110W断路时，两电极电位值分别为：Cu Znj = 0.05V，j = -0.76V问：电路刚接通瞬间电流密度有多大？它是测得的稳定值 200mA 的多少倍？并求出电路稳定时的电池的总极化值图 2-1 铜锌原电池示意图(注：Dj = Dj + |Dj | )总 a k〔参考答案：7.043 ´ 10-4A/cm2；17.6 倍；0.764V〕26. 什么是浓度极化？产生缘由是什么？27. 什么是极限集中电流密度？它受那些因素影响？28. 什么是活化极化？产生缘由是什么？29. 电极电位的变化对电荷传递步骤会产生什么影响？其影响的实质是什么？d30. 试计算 18oC 时，用 1mA/cm2 的电流密度在银电极上电解 0.1mol/L 的 AgNO3 水溶液时的阴极浓度极化过电位值。

i | = 2 mA/cm2〔参考答案：|h| = 0.017V〕31. 在 pH=1 的除氧 H2SO4 中对铂电极进展阴极极化，测得以下数据，求氢离子在铂电极上放电的 b、i0 值i〔A/cm2〕j〔V〕1-0.01-0.3342-0.1-0.3640〔参考答案：b=0.03V；i =6.81 ´ 10-12 A/cm2〕32. 电化学极化与交换电流密度 i0 大小有何关系？33. 在酸性介质中测得下述金属电极上阳极过电位的数据满足 Tafel 关系：|h|=a+blg|i|， a、b 值分别为CuPbHga〔V〕0.871.561.40b〔V〕0.1200.1100.118求在 Cu、Pb、Hg 上的反响传递系数a、b和交换电流密度i0〔设 n=1〕Cu Pb Hg〔参考答案：i0 = 5.62 ´ 10-8 A/cm2；i0 = 6.58´ 10-15 A/cm2；i0 = 1.37 ´ 10-12 A/cm2〕k34. 说明ia 、i 、i 0 、ia 、ik 之间的关系35. 计算锌在 20oC、3%的 NaCl 溶液中的最大腐蚀速度〔以 mm/a 表示〕氧在该介质中浓度为 2.25 ´ 10-7 mol/cm3，集中层厚度为 7.5 ´ 10-2 cm，氧集中系数 D=1.95´ 10-5 cm2/s，rZn = 7.2 g/cm3。

〔参考答案：VL = 0.333mm/a〕36. 软钢在 pH=2 的溶液中，25oC 下其腐蚀电位相对饱和 CuSO4 电极为-0.640V〔饱和CuSO4 电极电位为 0.316V〕，软钢上析氢反响的交换电流密度 io =10-5 A/cm2，试计算软钢腐蚀速度(以 mm/a 表示)设a=0.5，AFe=56，rFe = 7.8 g/cm3，电化学把握步骤为单电子反响〔n = 1〕 〔参考答案：VL = 6.47mm/a〕37. 什么是活化把握的腐蚀体系？请写出活化把握腐蚀体系的极化电流与极化电位之间关系式，强极化条件下Dj ~ lg|i| 关系式，并分别画出示意图38. 影响腐蚀速度因素有哪些？39. 为什么交换电流密度 i0 会影响腐蚀电位jc 凹凸？40. 某钢制容器壁厚 1mm，在腐蚀介质中用电化学方法测得其腐蚀电流 ic=100mA/cm2， 假设为均匀腐蚀，问该容器最多可使用多长时间？AFe=56，rFe = 7.8 g/cm3〔参考答案：313 天〕41. 将铁置于 25oC、Fe2+活度为 1、pH 值为 3 的溶液中，铁在该溶液中交换电流密度为 10-4A/m2，H2 在铁上析出的交换电流密度为 10-3A/m2，铁氧化过程和氢离子复原过程的 b 值分别为 0.06V 和 0.112V。

求铁在该溶液中的腐蚀电位和腐蚀电流密度〔参考答案：ic = 1.51 ´10-2 A/m2，jc = -0.309V〕42. 什么是 Tafel 公式和 Stern 公式？有何应用？43. 25oC 下某电极反响的交换电流密度 i0=5´10-3 A/m21） 电位阳极极化时，其过电位为 0.199V，求稳态电流密度2） 对电极进展阴极极化，ik = -0.205 A/m2问到达稳态时，过电位又是多少？设a=0.5，n=1〔参考答案：0.241 A/m2；-0.191V〕44. 什么是抱负极化曲线和实测极化曲线，各有何用途？请画出示意图，并说明图中各线代表的含义45. 承受线性极化仪评定耐海水用钢，极化值为 +5mV 和-5mV，测得电流值分别为+34mA 及-31.2mA，用失重法校得常数 B=19.5mV，求该钢材在海水中的平均腐蚀率〔mm/a〕rFe = 7.8 g/cm3，试样外表积 2cm2〔参考答案：VL=0.745mm/a〕46. 依据以下数据求阴极、阳极和电阻把握程度，并计算最大腐蚀电流密度和相应腐蚀电位：k ai〔A/cm2〕 j 〔V〕 j 〔V〕0 -0.265 -0.4204´10-4 -0.295 -0.370max c〔参考答案：i = 7.75 ´10-4 A/cm2，j = -0.323V〕47. 测定腐蚀速度的电化学方法有哪些？分别说明其测定原理及适用范围。

48. 什么是伊文思腐蚀极化图？它是依据什么曲线绘制的？它在腐蚀争论中有哪些应用？49. 纯铁和纯铅在 25oC、1mol/L 的 H2SO4 中的动力学参数如下：io=10-6A/cm2，H(Pb) kio =10-12A/cm2，b =0.118V1) 比较氢在两种金属上的析出速度；H(2) 求氢在两种金属上的过电位值，设|i | =10-3A/cm250. 什么是析氢腐蚀和耗氧腐蚀？它们分别在什么状况下发生？51. 影响耗氧腐蚀的主要因素有哪些？试述耗氧腐蚀一般规律52. 比较析氢腐蚀和耗氧腐蚀特点H(Fe)53. 分析比较工业锌和纯锌在中性 NaCl 溶液中和稀盐酸中的腐蚀速度及杂质的影响54. 什么是金属的钝化？化学钝化和电化学钝化有何异同？55. 影响化学钝化因素有哪些？56. 影响电化学钝化因素有哪些？57. 画出金属的阳极钝化曲线，说明该曲线上各特征区和特征点的物理意义，以及钝化曲线上各参数j 、ij 、ij 、jj 、j的含义，如何依据以上参数推断金属p p、 cpcp、 Fb、 pp tp钝化力气及钝态稳定性？b pp58. 如何用j j 推断金属的耐点蚀性能？、59. 什么是电偶腐蚀？用极化曲线说明电偶腐蚀原理和防止方法。

60. 什么是大阴微小阳极构造？有何危害？61. 缝隙腐蚀发生的条件是什么？什么是闭塞电池自催化作用？62. 什么是小孔腐蚀？小孔腐蚀易发生在什么体系中？如何测定材料的耐小孔腐蚀的性能？63. 什么是晶间腐蚀？用“贫铬理论”说明不锈钢晶间腐蚀原理64. 什么是应力腐蚀？应力腐蚀有哪几种类型？分别是如何发生的？65. 什么是应力腐蚀裂开。