第五章电化学与金属腐蚀课后答案

第五章 电 化 学

四 习题解答

5.1 将两个银电极插入AgNO3溶液，通以0.2A电流共30 min，试求阴极上析出银的质量。 解： 通过电解池的电量 Q = It =(0.2×30×60)C=360 C

根据法拉第定律 Q＝nF

则电极上起反应的物质的量：n(Ag)?360C?0.003731mol -196485C?mol阴极上析出Ag的质量 m?n(Ag)?M(Ag)?0.003731?107.9g?0.4026g

5.2 用银电极电解KCl水溶液，电解前每100 g溶液中含KCl 0.7422 g。阳极溶解下来的银与溶液中的Cl-反应生成AgCl(s)，其反应可表示为 Ag ＝Ag+ + e， Ag+ + Cl＝AgCl(s)，总反

﹣

﹣

应为Ag +Cl＝AgCl(s)+e。通电一段时间后，测得银电量计中沉积了0.6136 g Ag，并测知阳极区溶液重117.51 g，其中含KCl 0.6659 g。试计算KCl溶液中的K+和Cl-的迁移数。 解：通电前后水的量不变。以水的质量为mH2O=（117.51-0.6659）g =116.83g作为计算基准。 对于阳极区K+的物质的量进行衡算（K+不参与电极反应）有：n迁?n前?n

电化学课程读书报告

题 目： 金属腐蚀与防护 班 级： 031121班 姓 名： 张 佳 学 号： 20121003634 指导老师： 杨丽霞

金属腐蚀与防护

一、简述

腐蚀是金属材料失效的三种主要原因之一。由于金属材料总是在一定的介质中使用的，而金属的腐蚀过程在热力学上是一个自发的过程， 所以金属材料的腐蚀破坏是涉及许多生产领域的普遍性的问题。但随着条件不同，腐蚀过程的动力学行为与腐蚀破坏的形式和特征有很大差别， 因而有多种多样的腐蚀破坏。有的腐蚀破坏是在孕育期间没有明显症状情况下突发地发生的， 金属材料迅速地降低强度或破裂，从而引起灾害性的后果。腐蚀过程是在金属表面上发生的过程。由于一般的固体金属表面是不均匀的， 又由于介质条件的多样性和金属材料的力学状态与腐蚀过程之间的交互效应，因而许多腐蚀破坏过程是极为复杂的过程。按照介质条件和金属力学状态， 腐蚀过程大致可以分成三个领域： （1）金属在离子导体介质中的腐蚀

包括在水溶液中的腐蚀、薄层水膜下的腐

金属的电化学腐蚀与防护

知能定位

1.

了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.

了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入

铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？

自主研习

一、金属的电化学腐蚀

1.金属腐蚀

（1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。

（2）实质 金属失去电子被氧化。

（3）类型

①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.

电化学腐蚀

（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极： 2Fe==4e-+2Fe2+

；

正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；

总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2

。

最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：

2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x

)H2O。

(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有 第 1 页 共 5 页

金属的电化学腐蚀与防护

知能定位

1.

了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.

了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入

铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？

自主研习

一、金属的电化学腐蚀

1.金属腐蚀

（1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。

（2）实质 金属失去电子被氧化。

（3）类型

①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.

电化学腐蚀

（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极： 2Fe==4e-+2Fe2+

；

正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；

总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2

。

最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：

2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x

)H2O。

(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有 第 1 页 共 5 页

金属的电化学腐蚀与防护习题

训练5 金属的电化学腐蚀与防护

一、金属的腐蚀

1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的就是 ( )

A.金属被腐蚀的本质就是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2

H 2↑ B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先就是镀层被氧化

C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要就是吸氧腐蚀

D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀

2.下列事实与电化学腐蚀无关的就是

( ) A.光亮的自行车钢圈不易生锈

B.黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈

C.铜、铝电线一般不连接起来作导线

D.生铁比熟铁(几乎就是纯铁)容易生锈

3.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法不正确的就是

( )

A.锡青铜的熔点比纯铜低

B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用

C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D.生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物就是电化学腐蚀过程,但不就是化学反应过程

二、铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

4.下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的就是

( ) A.铁为正极

B.碳为正极

C.溶液中氢离子浓度不变

D.析氢腐蚀在任何溶液中都会发生

5.在铁的吸氧腐蚀过程中,下列5种变化可能发生

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：VM = m/? m-摩尔质量 氧化物的体积： VMO = m'/ ? '

用? = VMO/ VM = m' ? /（ m ? ' ）

当 ? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值

氧化物

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：VM = m/? m-摩尔质量 氧化物的体积： VMO = m'/ ? '

用? = VMO/ VM = m' ? /（ m ? ' ）

当 ? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值

氧化物

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,耐蚀性与腐蚀性概念的区别。 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？

3、 腐蚀电池的概念和特点以及形成腐蚀电池的原因，与作为化学电源的原电池的区别在哪

里？为什么说干电池本身不是腐蚀电池，而锌壳内表面上形成的原电池是腐蚀电池？ 4、 举例说明腐蚀电池的工作环节。

5、 推导金属腐蚀电流密度和失重腐蚀速度的换算公式。

6、 说明极化、去极化、过电位、极化值的基本概念，画出测量极化曲线的基本装置图，指

出各部分所起的作用。

7、 Evans极化图的意义和作法，用Evans极化图表示腐蚀电流的影响因素。请用Evans极化

图说明锌和铁在同样的酸溶液中，虽然锌的平衡电位比铁的平衡电位更负，但由于析氢反应在锌上更难进行，因而锌的腐蚀电流比铁的腐蚀电流小。（画图说明）。

8、 请说明：电位的表示方法、平衡电位的意义、能斯特公式的应用、非平衡电位的概念。 9、 如何进行电化学腐蚀倾向的判断，以及电位比较准则的应用。 10、 在Fe-水体系中用电位-pH平衡图说明金属铁的腐蚀控制的途径。 11、 含杂质铜的锌在酸中的腐蚀速度比在纯锌在酸中的腐蚀速度大，这是因为前者形成

了腐蚀电池。因此有人

第四章 电化学基础

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈

铜器生锈铜 器 表 面 生 成 铜 绿

中国航天工业总公司第三十一研究所近日公 布了一组数据： 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美 元，占各国国民生产总值的2%~4%,我国 钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占 国民生产总值的4%,每年约有30%的钢铁 因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊 人的。

一、金属的腐蚀1、什么是金属腐蚀？

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。 2、金属腐蚀的本质是什么?是金属本身失去电子变成阳离子的过程 (发生氧化反应)。 M - ne- = Mn+

3、金属腐蚀的类型有哪些？——根据与金属接触的介质不同 化学腐蚀： 金属跟接触到的干燥气体(如SO2、Cl2、 O2等)或非电解质溶液(石油)等直接发生化 学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀： 不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原 电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。

化学腐蚀：

升温可加快 金属腐蚀

家用燃气灶的中心部位很容易生锈

食品罐头放在南极80多年了，却 很少生锈

海边的铁制品比较容易生锈。

电化学

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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：VM = m/? m-摩尔质量 氧化物的体积： VMO = m'/ ? '

用? = VMO/ VM = m' ? /（ m ? ' ）

当