腐蚀习题集-研究生

1 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 Fe 7 8 g cm3 参考答案 VL 0 500 mm a ia 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 25oC 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 Fe 7 8 g cm3 参考答案 4 40mm 4 测得铁在 H2SO4中的腐蚀电流密度 ia 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 Fe 7 8 g cm3 参考答案 V 0 104 g m2 h VL 0 177 mm a 5 有一锌样品表面积为 30 cm2 重量为 21 4261 g 在 400oC 高温空气中氧化 180 小 时后重量为 21 4279 g 已知 Zn 7 14 g cm3 试求 V V VL 参考答案 V 3 33 10 3 g m2 h V 1 35 10 2 g m2 h VL 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 H 1 Fe2 1 已知 Fe2 84935 2 J mol 参考答案 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 0 02 Cl 0 1 Cl2 1atm Pt 已知 Pb2 Pb 0 126V Cl2 Cl 1 359V 2 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 下列电池中 哪个电极发生氧化反应 哪个电极发生还原反应 Ag AgBr Br 0 001 Cl 0 01 AgCl Ag 其 Ag AgBr Br 0 095V Ag AgCl Cl 0 2224V 参考答案 左边发生氧化反应 13 如何根据腐蚀反应自由能变化 G T P判断金属腐蚀发生的可能性 14 如何根据电极电位判断金属腐蚀发生的可能性 15 试确定 25 C 时 铁在中性的水中是否有可能发生析氢腐蚀 已知 Fe OH 2的溶 度积为 1 65 10 15 空气中 PH2 5 065 10 5 kPa Fe2 Fe 0 440V 水的离 子积为 1 008 10 14 参考答案 可发生 16 某一循环冷却水系统采用碳钢冷却管 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 其基本组成是什么 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 图构成的基本原理是什么 21 电位 pH 图中点 线 面的含义是什么 22 根据 Fe H2O 体系电位 pH 图 处于腐蚀区的 Fe 可采取哪几种方法防止被腐蚀 23 什么是实验电位 pH 图 它对腐蚀研究有何意义 24 什么是极化 去极化 它们在腐蚀与防护研究中有何意义 产生极化的原因有哪 些 25 如图 2 1 所示 锌铜电极面积均为 5cm2 线路内电阻 120 外电阻 110 断路时 两电极电位值分别为 Cu 0 05V Zn 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 200 A 的多少倍 并 求出电路稳定时的电池的总极化值 3 图 2 1 铜锌原电池示意图 注 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 产生原因是什么 27 什么是极限扩散电流密度 它受那些因素影响 28 什么是活化极化 产生原因是什么 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 30 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 已知 id 2 mA cm2 参考答案 0 017V 31 在 pH 1 的除氧 H2SO4中对铂电极进行阴极极化 测得下列数据 求氢离子在铂 电极上放电的 b i0值 i A cm2 V 1 0 01 0 334 2 0 1 0 364 参考答案 b 0 03V i0 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 a blg i a b 值分别为 Cu Pb Hg a V 0 87 1 56 1 40 b V 0 120 0 110 0 118 求在 Cu Pb Hg 上的反应传递系数 和交换电流密度 i0 设 n 1 参考答案 i0Cu 5 62 10 8 A cm2 i0Pb 6 58 10 15 A cm2 i0Hg 1 37 10 12 A cm2 34 说明 之间的关系 a i k i 0 i a i k i 35 计算锌在 20oC 3 的 NaCl 溶液中的最大腐蚀速度 以 mm a 表示 已知氧在该 介质中浓度为 2 25 10 7 mol cm3 扩散层厚度为 7 5 10 2 cm 氧扩散系数 4 D 1 95 10 5 cm2 s Zn 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 已知软钢上析氢反应的交换电流密度 io 10 5 A cm2 试计算软钢腐蚀速度 以 mm a 表示 设 0 5 AFe 56 Fe 7 8 g cm3 电化学 控制步骤为单电子反应 n 1 参考答案 VL 6 47mm a 37 什么是活化控制的腐蚀体系 请写出活化控制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 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 c高低 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 100 A cm2 假设为均匀腐蚀 问该容器最多可使用多长时间 AFe 56 Fe 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 已知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 子还原过程的 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 c 0 309V 42 什么是 Tafel 公式和 Stern 公式 有何应用 43 25oC 下某电极反应的交换电流密度 i0 5 10 3 A m2 1 电位阳极极化时 其过电位为 0 199V 求稳态电流密度 2 对电极进行阴极极化 ik 0 205 A m2 问达到稳态时 过电位又是多 少 设 0 5 n 1 参考答案 0 241 A m2 0 191V 44 什么是理想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 采用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 34 A 及 31 2 A 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 已知 Fe 7 8 g cm3 试样表面积 2cm2 参考答案 VL 0 745mm a 5 46 根据下列数据求阴极 阳极和电阻控制程度 并计算最大腐蚀电流密度和相应腐 蚀电位 i A cm2 k V a V 0 0 265 0 420 4 10 4 0 295 0 370 参考答案 imax 7 75 10 4 A cm2 c 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 它是根据什么曲线绘制的 它在腐蚀研究中有哪些应 用 49 已知纯铁和纯铅在 25oC 1mol L 的 H2SO4中的动力学参数如下 ioH Fe 10 6A cm2 ioH Pb 10 12A cm2 bk 0 118V 1 比较氢在两种金属上的析出速度 2 求氢在两种金属上的过电位值 设 iH 10 3A cm2 50 什么是析氢腐蚀和耗氧腐蚀 它们分别在什么情况下发生 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 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 p ip cp icp F b pp tp的含义 如何根据以上参数判断 金属钝化能力及钝态稳定性 58 如何用 b pp判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 什么是大阴极小阳极结构 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 6 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 什么是应力腐蚀破裂 有何特征 如何防止 66 氢损伤有哪几种类型 分别如何产生 如何防止氢损伤 67 什么是腐蚀疲劳 腐蚀疲劳有何特征 68 腐蚀疲劳和应力腐蚀破裂有何区别 69 什么是磨损腐蚀 说明空泡腐蚀发生原因 70 什么是选择性腐蚀 黄铜脱锌有何形态特征 其原理是什么 71 细菌腐蚀有何特点 常见腐蚀性菌有哪些 试述硫酸盐还原菌腐蚀机理 72 什么是大气腐蚀 大气腐蚀受哪些因素影响 如何防止金属的大气腐蚀 73 大气环境中金属表面水膜是如何形成的 74 海水腐蚀有何特点 如何控制 75 土壤腐蚀有哪几种形式 分别是如何发