金屬腐蝕與防護(hù)課后習(xí)題及實(shí)驗(yàn)答案

1、腐蝕與防護(hù)試題1、FeFe—H2O的E—pHpH圖說明該鋼鐵的防腐應(yīng)用。圖說明該鋼鐵的防腐應(yīng)用。金屬的E—pH圖的應(yīng)用預(yù)計(jì)一定條件下的金屬腐蝕行為；反應(yīng)金屬自發(fā)腐蝕熱力學(xué)傾向；指明金屬實(shí)施保護(hù)的可能性與方向?？偨Y(jié)E—pH圖的規(guī)律：上腐蝕、下穩(wěn)定、兩邊（左右）腐蝕、中間鈍化。常見金屬在中性介質(zhì)中都比較穩(wěn)定。應(yīng)用舉例：當(dāng)一定環(huán)境條件時(shí)，通過調(diào)整酸度可使其進(jìn)入鈍化區(qū)；實(shí)行陰極保護(hù)可使其進(jìn)入保護(hù)區(qū)。2、3、大陰極小陽極會(huì)加速腐蝕速率、大陰極小陽

2、極會(huì)加速腐蝕速率如鋼管的氧化膜是金屬熱軋后與空氣反應(yīng)生成藍(lán)黑色氧化鐵層。該氧化層不僅比金屬目材還硬，而且相對(duì)于目材金屬他是陰極，而目材純金屬相對(duì)是陽極。腐蝕純金屬陽極來保護(hù)相對(duì)是陰極氧化皮地坪漆。如果大面積氧化皮之中有破損，破損部位是陽極，周圍的氧化皮就是陰極，這就形成了大陰極小陽極。大陰極小陽極會(huì)加速腐蝕速率。如果儲(chǔ)罐的底部有泥沙沉積，泥沙和鋼接觸的部位氧氣含量就很低，而泥沙周圍的鋼的表面氧氣含量就相對(duì)很高。氧氣含量高的區(qū)域相對(duì)其他氧

3、氣含量低位置是陰極，氧氣含量低的位置就相對(duì)是陽極，從而形成氧氣濃度電池，促進(jìn)氧氣含量低的位置的腐蝕。相互搭接的表面，開裂涂層的下面陰極保護(hù)，空洞位置等都會(huì)形成氧氣濃度腐蝕電池，腐蝕也都很快，因?yàn)樵谒麄兯闹苎鯕夂肯鄬?duì)都很高。4、腐蝕極化圖說明其應(yīng)用。、腐蝕極化圖說明其應(yīng)用。腐蝕極化圖是一種電位—電流圖，它是把表征腐蝕電池特征的陰、陽極極化曲線畫在同一張圖上構(gòu)成的。腐蝕極化圖的應(yīng)用（1）極化圖用于分析腐蝕速度的影響因素(a)腐蝕速度與腐蝕

4、電池初始電位差的關(guān)系：腐蝕電池的初始電位差（EOCEOA)，是腐蝕的原動(dòng)力；（例氧化性酸對(duì)鐵的腐蝕；不同金屬平衡電位對(duì)腐蝕電流的影響）(b)極化性能對(duì)腐蝕速度的影響：若腐蝕電池的歐姆電阻很小，則極化性能對(duì)腐蝕電流有很大的影響；（例鋼在非氧化酸中的腐蝕極化圖）(c)溶液中含氧且及絡(luò)合劑對(duì)腐蝕速度的影響；（例銅在含氧酸及氰化物中腐蝕極化圖）(d)其他影響腐蝕速度的因素，如陰、陽極面積比和溶液電阻等。（2）腐蝕速度控制因素：陽極控制、陰極控制

5、、混合控制和歐姆控制。5、陽極型緩蝕劑陽極型緩蝕劑多為無機(jī)強(qiáng)氧化劑，如鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、亞硝酸鹽、硼酸鹽等。它們的作用是在金屬表面陽極區(qū)與金屬離子作用，生成氧化物或氫氧化物氧化膜覆蓋在陽極上形成保護(hù)膜。這樣就抑制了金屬向水中溶解。陽極反應(yīng)被控制，陽極被鈍化。硅酸鹽也可歸到此類，它也是通過抑制腐蝕反應(yīng)的陽極過程來達(dá)到緩蝕目的的。因此有時(shí)又被稱作陽極型緩蝕劑或危險(xiǎn)型緩蝕劑，陽極型緩蝕劑要求有較高的濃度，以使全部陽極都被鈍化，一

6、旦劑量不足，將在未被鈍化的部位造成點(diǎn)蝕。④與環(huán)境電位密切相關(guān)⑤有次生產(chǎn)物4、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)1：銅塊與鋅塊相互接觸，放入稀鹽酸介質(zhì)中，在銅塊一側(cè)有氫氣產(chǎn)：銅塊與鋅塊相互接觸，放入稀鹽酸介質(zhì)中，在銅塊一側(cè)有氫氣產(chǎn)生，而鋅塊逐漸溶解。生，而鋅塊逐漸溶解。試驗(yàn)試驗(yàn)2：將銅塊與鋅塊不相互接觸，而在體系外用導(dǎo)線連接，若在導(dǎo)線間連接電流表。銅：將銅塊與鋅塊不相互接觸，而在體系外用導(dǎo)線連接，若在導(dǎo)線間連接電流表。銅塊一側(cè)有氫氣產(chǎn)生，而鋅

7、塊逐漸溶解，電流表針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。塊一側(cè)有氫氣產(chǎn)生，而鋅塊逐漸溶解，電流表針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。試驗(yàn)試驗(yàn)3：將鋅塊置于稀鹽酸介質(zhì)中，可見鋅塊不斷溶解，氫氣不斷產(chǎn)生。：將鋅塊置于稀鹽酸介質(zhì)中，可見鋅塊不斷溶解，氫氣不斷產(chǎn)生。答案：在電動(dòng)序上，鋅比銅易失去電子，電子通過導(dǎo)線或與銅接觸面進(jìn)入銅塊，在銅表面將電子傳遞給氫離子而形成氫氣。同時(shí)鋅離子進(jìn)入溶液。Zn→Zn2＋2e陽極2H＋2e(Cu)→H2↑陰極鋅塊自身在鹽酸介質(zhì)之中的溶解問題的解釋：微觀動(dòng)態(tài)腐蝕

8、電池。結(jié)論：將兩種不同電極電位的金屬相互接觸（或用導(dǎo)線連接）放入同一種電解質(zhì)溶液中?，F(xiàn)象：電位較正的一端產(chǎn)生氣泡，較負(fù)的一端會(huì)逐漸溶解。5、解釋現(xiàn)象、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)：試驗(yàn)：3%NaCl3%NaCl水溶液水溶液1滴至光亮的鐵片上，加少量鐵氰化鉀（滴至光亮的鐵片上，加少量鐵氰化鉀（K3Fe(CN)Fe(CN)6)和酚酞試劑，然后把鐵片置于磁場(chǎng)中。和酚酞試劑，然后把鐵片置于磁場(chǎng)中。現(xiàn)象：在液滴上逐漸產(chǎn)生藍(lán)紅相間的斑點(diǎn)，接著液滴中心變藍(lán)，邊緣便

9、成粉紅，液滴緩慢現(xiàn)象：在液滴上逐漸產(chǎn)生藍(lán)紅相間的斑點(diǎn)，接著液滴中心變藍(lán)，邊緣便成粉紅，液滴緩慢旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。答案：解釋現(xiàn)象：在液滴上，初期溶解氧一旦被還原，大氣中的氧優(yōu)先溶于液滴邊緣，使液滴中心相對(duì)貧氧，使整個(gè)液滴產(chǎn)生氧濃差。結(jié)果：液滴中心較負(fù)成為陽極，發(fā)生：Fe→2e=Fe2反應(yīng)。Fe2與K3Fe(CN)6作用，形成藍(lán)色。液滴邊緣部位較正，成為陰極，發(fā)生：O2＋H2O＋4e→4OH－反應(yīng)。OH－與酚酞作用，形成粉紅色。又由于液滴中心的F

10、e2向邊緣擴(kuò)散，OH－向中心擴(kuò)散，使在鐵片內(nèi)部的電子流向液滴邊緣而形成磁場(chǎng)，在外磁場(chǎng)的相互作用下，使液滴發(fā)生旋轉(zhuǎn)。6、舉例說明氧濃差腐蝕、舉例說明氧濃差腐蝕答案：例：金屬在土壤中（與土接觸點(diǎn)為貧氧，為負(fù)極，金屬腐蝕；與空氣接觸點(diǎn)為富氧，為正極，金屬不腐蝕。）船的吃水線附近（水下為貧氧區(qū)，為負(fù)極，金屬腐蝕；水上為富氧區(qū)，金屬不腐蝕。攪拌桿與液面接觸處（同上）。7、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)：一根銅絲一端置于、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)：一根銅絲一端置于0.1mo

11、lLCuSO0.1molLCuSO4溶液中，另一端置于溶液中，另一端置于1molLCuSO1molLCuSO4溶液中。發(fā)現(xiàn)，銅絲置于溶液中。發(fā)現(xiàn)，銅絲置于0.1molLCuSO0.1molLCuSO4溶液中的一端發(fā)生腐蝕（不斷溶解）溶液中的一端發(fā)生腐蝕（不斷溶解）。答案：解釋：由于兩種濃度的鹽通過銅絲組成了同一體系：高濃度一端銅離子有沉積的趨勢(shì)，低濃度的一端銅有溶解的趨勢(shì)，則，低濃度一端溶解給出的電子沿銅片流向另一端（高濃度一端），以滿

12、足沉積銅所需要的電子。只所以發(fā)生電子流動(dòng)，是因?yàn)樵趦啥他}濃差使銅絲兩端產(chǎn)生電位差。8、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)：一根鐵絲一端置于高溫溶液中，另一端置于低溫溶液中。發(fā)現(xiàn)，鐵絲、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)：一根鐵絲一端置于高溫溶液中，另一端置于低溫溶液中。發(fā)現(xiàn)，鐵絲置于高溫溶液中的一端發(fā)生腐蝕（不斷溶解）置于高溫溶液中的一端發(fā)生腐蝕（不斷溶解）。答案：解釋：高溫部位金屬活性強(qiáng)，易脫離金屬表面而氧化，低溫區(qū)或性弱。這樣形成高溫區(qū)的金屬氧化，產(chǎn)生的電子由鐵絲流向低溫