腐蚀与防护复习题

一 选择题 A 是材料受环境介质的化学作用而破坏的现象 A 腐蚀 B 磨损 C 断裂 D 磨蚀 在以下材料失效的形式中 属于突变过程的是 C A 腐蚀 B 磨损 C 断裂 D 磨蚀 下列属于腐蚀的特点的是 C A 自发性 B 普遍性 C 被动性 D 隐蔽性 腐蚀的发生是金属由高能级向低能级退化的过程 是 B 过程 A 吸热 B 放热 C 升压 D 降压 下列腐蚀类型属于化学腐蚀的是 D A 土壤腐蚀 B 电解液中腐蚀 C 海水腐蚀 D 非电解液中腐蚀 以下物体不属于据导电能力分类的是 D A 导体 B 半导体 C 绝缘体 D 电解质 下列导体属于离子导体是 C A 金属导体 B 半导体 C 电解质溶液 D 绝缘体 下列不属于气体电极的是 B A 氢电极 B 饱和甘汞电极 C 氧电极 D 氯电极 下列哪种电极不是在实际使用中常常采用的二级参比电极 B A 饱和甘汞电极 SCE B 氢标准电极 SHE C 银 氯化银电极 D 饱和硫酸铜电极 下列金属按其活泼性由高到低排列 次序正确的是 A A K Na Zn Cu Ag Au B Cu K Na Zn Ag Au C K Na Cu Zn Au Ag D Cu K Zn Na Au Ag 下列金属 不属于负电性贱金属 A K B Ca C Mg D Ag 下列腐蚀形式 D 不属于金属的局部腐蚀 A 电偶腐蚀 B 应力腐蚀 C 氢损伤 D 析氢腐蚀 下列选项 B 不是孔蚀的破坏特征 A 破坏高度集中 B 蚀孔的分布均匀 C 蚀孔通常沿重力方向发展 D 蚀孔小 不易发现 黄铜脱锌破坏形式属于 B A 电偶腐蚀 B 选择性腐蚀 C 晶间腐蚀 D 缝隙腐蚀 根据金属表面的潮湿程度 不属于大气腐蚀分类的是 C A 干大气腐蚀 B 潮大气腐蚀 C 润大气腐蚀 D 湿大气腐蚀 以下 D 不属于影响土壤腐蚀的因素 A 土壤电阻率 B 土壤的含氧量 C 土壤的 pH 值 D 土壤的物化性质 目前常用来解释缓蚀剂机理的理论不包括 C A 吸附理论 B 成膜理论 C 物理化学理论 D 电化学理论 缓蚀剂的分类按其作用机理来划分不包括 B A 阳极型缓蚀剂 B 电解质型缓蚀剂 C 阴极型缓蚀剂 D 混合型缓蚀剂 对于长输管道 影响最小保护电流密度的主要因素不包括 C A 绝缘层质量 B 土壤含水量 C 大气温度 D 土壤电阻率 评价牺牲阳极性能优劣的指标不包括 A A 阴极电位 B 电流效率 C 阳极消耗率 D 腐蚀特征 管道通过粘土和砂土交接处时 由于土壤中氧浓度的不同 易发生氧浓差电池腐蚀 下列 关于腐蚀部位的说法哪个是正确的 B A 粘土段富氧 易发生腐蚀 B 粘土段贫氧 易发生腐蚀 C 砂土段富氧 易发生腐蚀 D 砂土段贫氧 易发生腐蚀 下列哪种排流方式可有效防止逆流 B A 直接排流 B 极性排流 C 强制排流 D 接地排流 下列物质不能作为去极化剂的是 A A H2 B O2 C Cu2 D Cl2 能够用来判断金属电化学腐蚀速度大小的是 D A 电位 pH 图 B 电偶序 C 电动序 D 腐蚀极化图 下列关于阴极保护的说法 正确的是 D A 牺牲阳极法阴极保护容易造成过保护 B 外加电流阴极保护系统中 被保护管道与电源的正极相连 C 对管道实施外加电流保护时 管道沿线的电流和电位分布是均匀的 D 外加电流阴极保护系统中辅助阳极的主要作用就是导通电流 判断题 氢电极指的是电子导体材料而不是电极反应或整个电极系统 从还原体的体系向氧化体的体系转化时 电极反应是阳极反应 从氧化体的体系向还原体的体系转化时 电极反应是阳极反应 电极体系中的金属有两个作用是电子导体和参与电极反应的物质 电极反应中 电极材料本身必须参加电极反应 当有 1mol 金属进入溶液 引起的溶液吉布斯自由能的变化就是该金属在溶液中的化学位 物理学规定电流从负极流向正极 正极的电势高于负极 电极反应没有物质的变化 只有电荷在两种导体相之间转移 电极反应平衡是指电量 物质量在氧化 还原反应中都达到了平衡 一个电极系统的绝对电位是无法测得的 金属腐蚀速度与其腐蚀电流密度成正比 故可用腐蚀电流密度表示腐蚀速度的大小 腐蚀原电池实质上是一个断路的原电池 纯锌在 HCl 溶液中会发生电化学腐蚀类型的腐蚀 金属在含氧酸中的腐蚀速度比不含氧酸中更大些 纯金属比含杂质金属在电解质中的腐蚀速度更大些 腐蚀电池可分为宏观电池和微观电池两种 一般交换电流密度大的金属 耐蚀性好 通阳极电流时 阳极电位向正的方向变化 成为阳极极化 通阴极电流时 阴极电位向正的方向变化 成为阴极极化 阳极极化和阴极极化 都能使腐蚀电池两极间的电位差增大 导致腐蚀电池所流过 的电流增大 极化作用是加速金属腐蚀的重要因素 能够起到去极化作用的物质叫去极化剂 去极化剂是活性剂 它起加速腐蚀的作用 从防腐的观点来讲 要避免小阴极 大阳极这种不利的情况 电偶腐蚀防护在结构上切忌组成小阴极大阳极的面积比 这样不利于防护 SCC 临界应力愈大 材料耐 SCC 性能愈差 SCC 对环境是有选择性的 一般来说 温度升高 材料发生 SCC 的倾向增大 临界相对湿度越高金属越易受腐蚀 其它条件相同的情况下 大气温度升高 腐蚀反应速度也会加快 铝在大气中生成致密 不吸湿的 Al2O3 保护膜 耐蚀较好 降低大气中的有害成分 如 H2S CO2 SO2 是大气腐蚀的有效防护方法 一般来说 海水呈微酸性 海水对于钢铁的腐蚀 其腐蚀速度主要是由阴极过程中氧极化作用所控制 土壤宏电池腐蚀有明显的局部性 而且集中在透气性好的部位上 一般说来 土壤的含盐量含水量越大 土壤的电阻率越小 土壤的腐蚀性也越强 填空题 金属腐蚀是金属从元素态转变为化合态的化学变化及电化学变化 依据材料受腐蚀的腐蚀机理划分为化学腐蚀和电化学腐蚀 金属的电化学腐蚀中 金属和周围介质 水溶液电解质 接触时 在金属和介质界面发生 有电子转移的氧化还原反应 而使金属受到破坏 导体按形成电流的荷电粒子分为电子导体和离子导体 化学变化的基本特征是价电子的得失 电极反应可根据反应方向的不同分为阳极反应和阴极反应两种 一种物质在失去电子后 把处于此种状态的物质称做氧化体 一种物质在得到电子后 把处于此种状态的物质称做还原体 金属表面的金属正离子 受到溶液中极性分子的水化作用 成为水化阳离子 电极表面上形成扩散双电层包括紧密层和扩散层 双电层的电位跃就是电极的电极电位 在电化学文献中 常把两个相之间的内电位之差叫做伽尔伐尼电位差 被选来与被测电极系统构成原电池的电极系统 称作参比电极 25 条件下 镀了铂黑的 Pt 浸在压力 101325Pa 1atm 的 H2 气氛下的 H 活度为 1mol L 的 HCl 溶液中构成的电极系统称为氢标准电极 只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池称为腐蚀原电池 腐蚀电化学的阳极反应的通式 Me Men ne 阴极反应的通式 D ne D ne 析氢反应和吸氧反应是电化学腐蚀过程中最常见的阴极反应 氧浓差电池中 高氧浓度区的金属为阴极 低氧浓度区的金属为阳极 金属腐蚀的本质是 Me ne Men 将金属按照其电极电位的大小由低到高排列成序 称为金属的电动序 导致金属材料腐蚀破坏的电极反应的耦合 叫做腐蚀电偶 它的混合电位叫做腐蚀电位 溶液中存在着可以使该种金属氧化成为金属离子或化合物的物质 该物质称为去极化剂 由于电极上有电流通过而造成电位变化的现象 称为极化现象 过电位或电极电位与电流密度之间的关系曲线 称为极化曲线 忽略电位随电流变化的细节 假设阴极和阳极的极化电位与极化电流的关系是呈线性的 这种直线表示的极化图 称为伊文思腐蚀极化图 在特殊条件下 某些金属失去化学活性 表面处于抗腐蚀的特殊状态 该现象称为钝化 金属的钝化理论主要有成相膜理论和吸附理论 由于缝隙内贫氧 缝隙内外形成氧浓差电池 缝隙内金属表面为阳极 缝外自由表面为阴 极 应力腐蚀是应力和环境腐蚀的联合作用造成的金属破坏 在固定 静止 应力情况 称为应力腐蚀破裂 或应力腐蚀开裂 SCC 在循环应力情况 称为 腐蚀疲劳 CF SCC 的机理有两种 阳极溶解 AD 机理和氢致开裂 HIC 机理 极化作用是阻滞金属腐蚀的重要因素 阴极保护方法分为外加电流法和牺牲阳极法两种方法 阴极保护通过外加负电位使被保护的金属阴极极化 从而降低金属的腐蚀速度的方法 在用量很小的情况下 能阻或减缓金属腐蚀速度的物质称为缓蚀剂 腐蚀抑制剂 简答分析题 常见的碳锌原电池外电路用导线接通时电灯发光 请写出此时两电极上发生的变化及电化 学反应 并分析该电池电化学过程的组成 5 分 答 阳极锌皮 氧化反应 锌原子离子化 阴极碳棒 还原反应 消耗电子 整个电池的电化学过程是由阳极的氧化过程 阴极的还原过程以及电子和离子流动构成的 闭合回路过程所组成 腐蚀电池的特点是什么 6 分 答 1 腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应 结果造成金属材料的破坏 2 腐蚀电池的阴 阳极短路 电池产生的电流全部消耗在内部 转变为热 不对外做功 3 腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式进行 构成腐蚀原电池的必要条件是什么 3 分 答 存在着电位不同的金属 存在着电解质溶液 构成闭合的电流通路 分析微观腐蚀电池的成因 4 分 1 金属化学成分不均匀性 2 金属组织的不均匀性 3 金属表面物理状态的不均匀性 4 由 于金属表面膜不完整而产生的微电池 是否可以在下列说法之间建立对等关系呢 普遍性腐蚀 全面腐蚀 等价于宏观腐蚀电池 宏电池 局部腐蚀等价于微观腐蚀电池 微电池 请分析原因 7 分 答 普遍性腐蚀 全面腐蚀 不等价于宏观腐蚀电池 宏电池 局部腐蚀不等价于微观腐蚀电池 微电池 宏电池的腐蚀形态是局部腐蚀 腐蚀破坏主要集中在阳极区 如果微电池的阴 阳极位置不断变化 腐蚀形态是全面腐蚀 如果阴 阳极位置固定不变 腐蚀形态是局部腐蚀 请分析化学腐蚀与电化学腐蚀的异同点 7 分 共同点 Me ne Men 主要不同点 化学腐蚀 1 金属与氧化剂直接得失电子 2 反应中不伴随电流的产生 3 金属被氧化 电化学腐蚀 1 利用原电池原理得失电子 2 反应中伴随电流的产生 3 活泼金属被氧化 根据电极反应受阻碍的步骤不同 可将电极极化的原因归结为哪三种 6 分 答 1 由于电极上电化学反应速度缓慢而引起的极化 称为电化学极化 活化极化 2 由于反应物质或反应产物传递太慢引起的极化 称为浓差极化 3 由于电极表面生成了高阻氧化物 或溶液电阻增大等原因 使电流的阻力增大而引起的 极化 称为电阻极化 在阴极反应中常见的是吸氧反应和析氢反应 写出其具体反应式 6 分 吸氧反应 O2 2H2O 2e 4OH O2 4H 4e 2H2O