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2021版高考化学一轮复习课时分层提升练二十电解池金属的电化学腐蚀与防护(含解析)新人教版

电解池金属的电化学腐蚀与防护

一、选择题

1.在电解水制取H2和O2时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,最好选用( )

A.NaCl

B.HCl

C.CuSO4

D.Na2SO4

【解析】选D。加入NaCl和HCl时,阳极氯离子放电生成氯气,A、B错误;加入CuSO4时,阴极铜离子放电生成Cu,C错误。

2.用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,若保持温度不变,则一段时间后( )

A.溶液的pH变大

B.c(Na+)与c(C)的比值变大

C.溶液浓度变大,有晶体析出

D.溶液浓度不变,有晶体析出

【解析】选D。盛有饱和碳酸钠溶液的烧杯中插入惰性电极,保持温度不变,通电时氢离子放电生成氢气,氢氧根离子放电生成氧气,即电解水,因温度不变,溶剂减少后还是饱和溶液,则浓

度不变,pH不变,故A错误;因温度不变,溶剂减少后还是饱和溶液,则Na+和C的浓度不变,故B错误;因温度不变,溶剂减少后还是饱和溶液,则溶液浓度不变,故C错误;原溶液为饱和溶液,温度不变,溶剂减少时有晶体析出,溶液仍为饱和溶液,浓度不变,故D正确;选D。

3.下列关于电化学的说法不正确的是( )

A.两个隔离的不同半电池通过盐桥连接可以组成原电池

B.电解精炼铜时,阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属

C.在铁上镀银,用银作阳极

D.牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理

【解析】选B。A.两个隔离的不同半电池可以通过盐桥连接组成原电池,KCl盐桥中K+朝正极定向迁移,氯离子朝负极定向迁移,故A正确;B.Zn、Fe属于活泼金属,电解精炼铜时,阳极泥中不含有Zn、Fe,故B错误;C.电镀装置中,镀件是阴极,镀层金属是阳极,在铁上电镀银,用银作阳极,故C正确;D.原电池的正极及电解池的阴极中的金属被保护,所以利用电化学原理保护金

属主要有两种方法,分别是牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,其中,牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理,故D正确。

4.下列关于电化学知识的说法正确的是( )

A.电解饱和食盐水在阳极得到氯气,阴极得到金属钠

B.电解精炼铜时,阳极质量的减少不一定等于阴极质量的增加

C.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液,在阴极上依次析出Al、Fe、Cu

D.电解CuSO4溶液一段时间后(Cu2+未反应完),加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态

【解析】选B。A.电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O+Cl2

↑,错误;B.阳极除铜放电外,比铜活泼的金属如Zn、Fe也放电,但阴极上只有Cu2+放电,正确;C.根据金属活动性顺序可知,阴极上离子的放电顺序是Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Al3+,Fe2+和Al3+不放电,Fe3+得电子生成Fe2+,不会析出铁和铝,在阴极上依次生成的是铜、亚铁离子、氢气,错误;D.电解CuSO4溶液,阴极析出Cu,阳极生成氧气,应加入CuO。

5.关于下列装置的说法正确的是( )

A.装置①中盐桥内的K+移向CuSO4溶液

B.装置①将电能转变为化学能

C.若装置②用于铁棒镀铜,则N极为铁棒

D.若装置②用于电解精炼铜,溶液中的Cu2+浓度保持不变

【解析】选A。Zn比铜活泼为负极,Cu为正极,K+移向CuSO4溶液,故A正确;原电池是将化学能转化为电能,故B错误;若装置②用于铁棒镀铜,则N极为铜棒,故C错误;电解精炼铜时溶液中的Cu2+浓度减小,故D错误;故选A。

6.城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路,当有电流泄漏并与金属管道形成回路时,就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示,但若电压等条件适宜,钢铁管道也可能减缓腐蚀,此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是 ( )

A.该装置能够将电能转化为化学能

B.管道右端腐蚀比左端快,右端电极反应式为Fe-2e-Fe2+

C.如果没有外加电源,潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀

D.钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜

【解析】选B。A项,该装置相当于电解池,能将电能转化为化学能,正确;B项,左端是阳极,腐蚀得更快,错误;C项,如果没有外加电源,潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应,所以发生的是吸氧腐蚀,正确;D项,根据题意,此种腐蚀较慢,所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜,正确。

7.(2019·海口模拟)将反应Cu(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+2Ag(s)设计成如图所示的原电池,下列叙述正确的是( )

A.KNO3盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液

B.该原电池可使用KCl盐桥

C.工作一段时间后,Cu(NO3)2溶液中c(Cu2+)增大

D.取出盐桥后,电流计的指针依然发生偏转

【解析】选C。由Cu(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+2Ag(s)可知,反应中Ag+被还原,应为正极反应,银作正极,Cu被氧化,应为原电池负极反应,铜作负极,在外电路中,电子从负极经导线流向正极,在内电路中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,铜为负极,银为正极,阳离子移向正极,所以K+移向AgNO3溶液,故A错误;若使用KCl盐桥,会与AgNO3发生反应:Ag++Cl-AgCl↓,堵塞盐桥,故B错误;负极铜放电生成铜离子到溶液中,所以Cu(NO3)2溶液中c(Cu2+)增大,故C正确;取出盐桥后,不能构成闭合回路,不是原电池,所以指针不发生偏转,故D错误。

8.某同学设计如下图所示装置,探究氯碱工业原理,下列说法正确的是( )

A.石墨电极与直流电源负极相连

B.用湿润KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体,试纸变蓝色

C.氢氧化钠在石墨电极附近产生, Na+向石墨电极迁移

D.铜电极的反应式为:2H++2e- H2↑

【解析】选D。若该装置是探究氯碱工业原理,则Cu电极应该与电源的负极连接,石墨电极与直流电源正极相连,故A错误;Cu电极为阴极,在阴极发生反应:2H++ 2e-H2↑;在阳极C电极上发生反应:2Cl--2e-Cl2↑。所以用湿润KI淀粉试纸在碳电极附近检验气体,试纸变蓝色,故B错误;由于Cu电极为阴极,在阴极发生反应:2H++2e-H2↑,破坏了附近的水的电离平衡,最终在Cu电极附近产生氢氧化钠,Na+向铜电极迁移,故C错误;铜电极的反应式为:2H++ 2e-

H2↑,故D正确。

9.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC), RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是( )

A.转移0.1 mol电子时,a电极产生标准状况下O2 1.12 L

B.c电极上进行还原反应,B池中的H+可以通过隔膜进入A池

C.b电极上发生的电极反应是2H2O+2e-H2↑+2OH-

D.d电极上发生的电极反应是O2+4H++4e-2H2O

【解析】选B。依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,ab电极是电解池的电极,由电源判断a为阴极,产生的气体是氢气;b为阳极,产生的气体是氧气;cd电极是原电池的正负极,c是正极,d是负极;电解池中的电极反应为b电极为阳极失电子发生氧化反

应:4OH--4e-2H2O+O2↑;a电极为阴极得到电子发生还原反应:4H++4e-2H2↑;原电池中是

酸性溶液,电极反应为d为负极失电子发生氧化反应:2H2-4e-4H+;c电极为正极得到电子发生还原反应:O2+4H++4e- 2H2O; A.a电极为原电池正极,电极反应为4H++4e-2H2↑,生成氢气,故A错误; B.c电极为正极得到电子发生还原反应,原电池中阳离子向正极移动,故B正确;C.b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH--4e-2H2O+O2↑,故C错误; D.d为负极失电子发生氧化反应:2H2-4e-4H+,故D错误。

10.(2019·孝感模拟)工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )

已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解

②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)

A.碳棒上发生的电极反应:4OH--4e-O2↑+2H2O

B.电解过程中,B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小

C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH

D.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变

【解析】选B。电极反应式为

阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑,

阴极:Ni2++2e-Ni,2H++2e-H2↑

A项正确;B.由于C室中Ni2+、H+不断减少,Cl-通过阴离子膜从C室移向B室,A室中OH-不断减少,Na+通过阳离子膜从A室移向B室,所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,错误;C.由于H+的氧化性大于Ni2+(低浓度)的氧化性,所以为了提高Ni的产率,电解过程需要控制废水的pH,正确;D.若去掉阳离子膜,在阳极Cl-首先放电生成Cl2,反应总方程式发生改变,D项正确。

11.利用如图装置,可完成很多电化学实验。下列有关叙述正确的是( )

A.若X为锌棒,开关K置于A处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阴极的阳极保护法

B.若X为铜棒,开关K置于A处,装置中发生的总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+

Cl2↑+H2↑

C.若X为碳棒,开关K置于B处,在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液可看到溶液变红色

D.若X为碳棒,开关K置于B处,向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红

【解析】选D。若X为锌棒,开关K置于A处,则构成电解池,铁作阴极,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为外加电流的阴极保护法,A项不正确;若X为铜棒,开关K置于A处,则构成电解池,铜作阳极,失去电子,发生反应:Cu-2e-Cu2+,B项不正确;若X为碳棒,开关K置于B处,则构成原电池,铁作负极,失去电子生成亚铁离子,因此在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液看不到溶液变红色,C项不正确;若X为碳棒,开关K置于B处,则构成原电池,铁作负极,碳棒作正极,正极反应为:2H2O+O2+4e- 4OH-,因此向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红,D项正确。

二、非选择题

12.(1)(2019·江苏高考)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图。

①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式: ________________________。

②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是__________。

(2)(2019·北京高考)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。

①制H2时,连接__________________________________。

产生H2的电极反应式是__________________________________________。

②改变开关连接方式,可得O2。

③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用: ________________

__________________________________________。

【解析】(1)①已知参加反应的微粒有CO2,生成的微粒有HCOO-,因此参加阴极反应的其他微粒

中肯定含有H元素,所以阴极反应式为CO2+H2O+2e-HCOO-+OH-,而OH-可与溶液中的HC反应生成C,CO2+HC+2e-HCOO-+C,或CO2直接与水电离出的H+作用生成HCOO-,即阴极反应式为CO2+H++2e-HCOO-。

②阳极的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,生成的H+与HC反应而使HC的浓度降低,同时部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区,因此电解一段时间后,KHCO3溶液浓度降低。

(2)①电解时,阴极产生H2,即电极1产生H2,此时开关连接K1,阴极H2O得电子生成H2,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-。

③连接K1时,电极3反应为Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O;当连接K2制O2时,电极3反应为NiOOH+e-+H2O Ni(OH)2+OH-。由以上电极反应可看出,不同的连接方式,可使电极3循环使用。

答案:(1)①CO2+H++2e-HCOO-或CO2+HC+2e-HCOO-+C

②阳极产生O2,pH减小,HC浓度降低;K+部分迁移至阴极区

(2)①K12H2O+2e-H2↑+2OH-③制H2时,电极3发生反应:Ni(OH)2+OH-- e-NiOOH+H2O。制O2时,上述电极反应逆向进行,使电极3得以循环使用

13.甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。下图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D 均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。

(1)甲中负极的电极反应式为__________________________________。

(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为__________________________。

(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图,则图中②线表示的是________的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要

__________mL 5.0 mol·L-1 NaOH溶液。

【解析】(1)甲醇燃料电池是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,电极反应为

CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O。

(2)工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同,分析电极反应,B为阴极,溶液中铜离子析出,氢离子得到电子生成氢气,设生成气体物质的量为x,溶液中铜离子物质的量为0.1 mol,电极反应为

Cu2++ 2e-Cu,

0.1 mol 0.2 mol

2H++ 2e-H2↑,

2x x

A电极为阳极,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为

4OH--4e-2H2O+O2↑,

4x x

得到0.2+2x=4x,x=0.1 mol

乙中A极析出的气体是氧气,物质的量为0.1 mol,在标准状况下的体积为

2.24 L。

(3)根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化,可知,铜离子从无到有逐渐增多,铁离子物质的量逐渐减小,亚铁离子物质的量逐渐增大,①为Fe3+,②为Fe2+,③为Cu2+,依据(2)计算得到电子转移为0.4 mol,当电子转移为

0.4 mol时,丙中阳极电极反应Cu-2e-Cu2+,生成Cu2+物质的量为0.2 mol,由图象分析可知:反应前,丙装置中n(Fe3+)=0.4 mol,n(Fe2+)=0.1 mol,当电子转移

0.4 mol时,Fe3+完全反应,生成0.4 mol Fe2+,则反应结束后,Fe2+的物质的量为

0.5 mol, Cu2+的物质的量为0.2 mol,所以需要加入NaOH溶液1.4 mol,所以NaOH溶液的体积为1.4 mol÷5 mol·L-1=0.28 L=280 mL。

答案:(1)CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O

(2)2.24 L (3)Fe2+280

一、选择题

1.(2019·重庆模拟)现代工业生产中常用电解氯化亚铁溶液的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是

( )

A.左槽中发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑

B.右槽中的反应式:2H++2e-H2↑

C.H+从电解池左槽迁移到右槽

D.FeCl3溶液可以循环利用

【解析】选A。左槽为阳极,因此电极反应式为Fe2+-e-Fe3+,故A错误;右槽为阴极,电极反应式为2H++2e-H2↑,故B正确;C.电解过程中阳离子向阴极移动,即H+从电解池左槽迁移至

右槽,故C正确;D.在反应池中FeCl3和H2S反应为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+,因此FeCl3溶液可以循环利用,故D正确。

2.下图所示的两个实验装置中,溶液的体积均为300 mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.1 mol·L-1,工作一段时间后,测得导线中均通过0.02 mol电子,若不考虑盐的水解和溶液体积的变化,则下列叙述中正确的是( )

A.溶液的pH变化:①增大,②减小

B.①为原电池,②为电解池

C.电极反应式:①中阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑,②中负极:2H++2e-H2↑

D.产生气体的体积:②>①

【解析】选D。①是电解池,阴极:Cu2++2e-Cu,阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑;②是原电池,负极:Zn-2e-Zn2+,正极:2H++2e-H2↑。A项pH变化是①中OH-放电,pH减小,②中有H+放电,pH增大,错误;D项通过0.02 mol电子后,产生的气体①中为0.005 mol,②中为0.01 mol,正确。

【方法规律】

电化学解题的关键:一定要分析清楚电极的材料、各电极的反应。有关电解的计算:通常是求电解后某产物的质量、物质的量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等,运用电子守恒原理解答。

3.(2019·北京海淀模拟)某同学进行以下实验:

操作

取一块打磨过的生铁片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水

现象放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”。

其边缘处为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈

下列说法不合理的是( )

A.生铁片发生吸氧腐蚀

B.中心区域:Fe-2e-Fe2+

C.边缘处:O2+2H2O+4e-4OH-

D.交界处:4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+

【解析】选D。生铁片边缘处为红色,说明生成了OH-:O2+2H2O+4e-4OH-,生铁片发生吸氧腐蚀,A、C项合理;根据实验现象,中心区域为蓝色,说明生成了Fe2+,B项合理;在两色环交界处出现铁锈,是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁,氢氧化铁分解生成铁锈,D项不合理。

4.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶

液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是( )

A.放电时正极反应:NiOOH+H2O +e-Ni(OH)2+ OH-

B.充电过程是化学能转化为电能的过程

C.放电时负极附近溶液的碱性不变

D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动

【解析】选A。此题以可充电电池为载体,考查了原电池和电解池的工作原理。可充电电池的放电过程是原电池工作的过程,而充电的过程相当于是电解的过程,因此是电能转化成化学能的过程,B错;放电时负极反应是:Cd-2e-+2OH- Cd(OH)2,因消耗了OH-,所以负极附近的pH 下降,C错;放电时,电解质中的OH-向负极移动,D错。

5.下列左图为光伏并网发电装置,右图为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。下列叙述中正确的是( )

A.左图中N型半导体为正极,P型半导体为负极

B.右图溶液中电子流向为从B极流出,从A极流入

C.X2为氧气

D.工作时,A极的电极反应式为:CO(NH2)2+8OH--6e-C+N2↑+6H2O

【解析】选D。左图为光伏并网发电装置,右图为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置,该装置工作时,氮元素化合价由-3价变为0价,H元素化合价由+1价变为0价,则氮元素被氧化,氢元素被还原,所以生成氮气的电极A是阳极,生成氢气的电极B是阴极,则左图中N型半导体为负极,P型半导体为正极,故A错误;电解时,电子的流向为:阳极(A极)→电源,电源→阴极(B 极),故B错误;阴极B上发生还原反应,电极反应式为:2H2O+2e-H2↑+2OH-,所以X2为H2,故C 错误;A极为阳极,CO(NH2)2发生氧化反应生成N2,电极反应式为:CO(NH2)2+8OH--6e-

C+N2↑+6H2O,故D正确。

二、非选择题

6.某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)。

(1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是________(填化学式),U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。

(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,电解可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的________极;该发生器中反应的总离子方程式为_______。

(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图3所示(其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过)。

燃料电池B中的电极反应式分别为

负极______________________,

正极______________________。

【解析】(1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极,右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,所以气球a中气体是氯气,气球b中的气体是氢气,同时阴极附近有NaOH生成,溶液呈碱性,无色酚酞遇碱变红色,所以U形管右边溶液变红色。

(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极有NaOH生成,氯气和氢氧化钠反应生成NaClO,次氯酸钠具有漂白性,为了使反应更充分,则下边电极生成氯气,上边电极附近有NaOH生成,上边电极生成氢气,为阴极,则c 为负极,d为正极,其电池反应式为Cl-+H2O ClO-+H2↑。

(3)B是燃料电池,右边电池中通入空气,左边原电池中通入气体Y,则Y是氢气,则电解池中左边电极是阳极,右边电极是阴极,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电;燃料电池中通入氧化剂的电极是正极,通入氢气的电极是负极,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,负极

上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,负极、正极反应式分别为2H2-4e-+4OH-4H2O、

O2+4e-+2H2O4OH-。

答案:(1)H2右(2)负Cl-+H2O ClO-+H2↑

(3)2H2-4e-+4OH-4H2O

O2+4e-+2H2O4OH-

7.如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。

请回答:

(1)B极是电源的____________,一段时间后,甲中溶液颜色________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明________________,在电场作用下向Y极移动。

(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为________。

(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应是________(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是________溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL),丙中镀件上析出银的质量为

________,甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生的总反应的离子方程式为

_________________________________________________________。

【解析】(1)由装置图知,直流电源与各电解池串联;由“F极附近呈红色”知,F极为阴极,则E 极为阳极、D极为阴极、C极为阳极、G极为阳极、H极为阴极、X极为阳极、Y极为阴极、A 极为正极、B极为负极。甲装置是用惰性电极电解CuSO4溶液,由于Cu2+放电,导致c(Cu2+)降低,溶液颜色逐渐变浅;丁装置是胶体的电泳实验,由于X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,说明氢氧化铁胶粒带正电荷。

(2)当甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,C、D、E、F电极的产物分别为O2、Cu、Cl2、H2,根据各电极转移电子数相同,则对应单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2。(3)给铜件镀银,根据电镀原理,铜件作阴极,银作阳极,电镀液是可溶性银盐。当乙中溶液的pH 是13时,则乙中n(OH-)=0.1 mol·L-1×0.5 L=0.05 mol,即各电极转移电子0.05 mol,所以丙中析出银0.05 mol;甲装置中由于电解产生H+,导致溶液的酸性增强,pH变小。

(4)若将C电极换为铁,则铁作阳极发生反应:Fe-2e-Fe2+,D极发生:Cu2++2e-Cu,则总反应的离子方程式为Fe+Cu2+Cu+Fe2+。

答案:(1)负极逐渐变浅氢氧化铁胶粒带正电荷

(2)1∶2∶2∶2

(3)镀件AgNO3(合理即可) 5.4 g 变小

(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+

8.氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空:

(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式___________________________。

(2)离子交换膜的作用为_____________________________________。

(3)精制饱和食盐水从图中________位置补充,氢氧化钠溶液从图中________位置流出。(选填“a”“b”“c”或“d”)

(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式___________________________。

【解析】(1)电解饱和氯化钠溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;

(2)离子交换膜的作用是让Na+通过平衡电荷,防止OH-与氯气反应,防止氢气与氯气反应;

(3)阳极反应式为:2Cl--2e-Cl2↑,精制饱和食盐水从a处补充,阴极反应式

为:2H2O+2e-H2↑+2OH-,氢氧化钠溶液从d处流出;

(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应,2KClO3+H2C2O4+2H2SO42ClO2+CO2↑+2KHSO4+2H2O。

答案:(1)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑

(2)让Na+通过平衡电荷并导电,防止OH-与氯气反应,防止氢气与氯气反应

(3)a d

(4)2KClO3+H2C2O4+2H2SO42ClO2+2CO2↑+2KHSO4+2H2O

9.电解原理在化学工业中有广泛应用。

Ⅰ.如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请完成以下问题:

(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:

①在X极附近观察到的现象是 __;

②电解一段时间后,该反应总离子方程式为 ___;

若用该溶液将阳极产物全部吸收,反应的离子方程式为 __ _ ___。

(2)若用该装置电解精炼铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:X电极的材料是________,电解一段时间后,CuSO4溶液浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)若X、Y都是惰性电极,a是溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1 mol的混合溶液,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示,则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是__ __ __ __。

Ⅱ.如图为模拟工业离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱的工作原理。

下列说法正确的是________。

A.从E口逸出的气体是Cl2

B.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性

C.标准状况下每生成22.4 L Cl2,便产生2 mol NaOH

D.电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度

【解析】Ⅰ.X与外加电源的负极相连,X为阴极,Y为阳极。(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液。①X电极的电极反应式为

2H++2e-H2↑,X电极附近水的电离平衡(H2O H++OH-)正向移动,H+继续放电,溶液中

c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,遇酚酞变红色,X极附近观察到的现象是放出气体,溶液变红。②Y

电极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,电解一段时间后,该反应总离子方程式为

2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;若用该溶液将阳极产物全部吸收,NaOH与Cl2反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO- +H2O。

(2)电解精炼铜,粗铜作阳极,纯铜作阴极,X的电极材料为纯铜。阳极(Y电极)的电极反应为比Cu活泼的金属发生氧化反应和Cu-2e-Cu2+,阴极(X电极)电极反应式为Cu2++2e-Cu,根据电子守恒和原子守恒,电解一段时间后CuSO4溶液浓度减小。

(3)由图象知开始通过0.2 mol电子析出固体的质量达到最大值,结合阳离子物质的量都为0.1 mol,则Cu2+优先在阴极放电,Cu2+的氧化能力最强,继续通电,阴极不再有固体析出,接着H+放电,X3+不放电,则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是Cu2+>H+>X3+。

Ⅱ.根据Na+的流向可以判断装置左边电极为阳极,右边电极为阴极。A项,右边电极的电极反应为2H++2e-H2↑,E口逸出的气体是H2,错误;B项,装置图中的阴极室产生NaOH,从B口加入含少量NaOH的水溶液,增大溶液中离子的浓度,增强导电性,正确;C项,n(Cl2)=22.4 L÷22.4 L·mol-1=1 mol,根据电解方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,生成NaOH物质的量为2 mol,正确;D项,根据元素守恒,电解一段时间后通入适量的HCl气体可以恢复到电解前的浓度,不是加盐酸,错误。

答案:Ⅰ.(1)放出气体,溶液变红

2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑

Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O

(2)纯铜减小

(3)Cu2+>H+>X3+Ⅱ.B、C

金属腐蚀与防护

第一章绪论腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护均匀腐蚀速率的评定方法：失重法和增重法；深度法；容量法(析氢腐蚀)；电流密度；机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极电极电势略低者为阳极电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀

2.2.2、金属腐蚀的电化学历程腐蚀电池：四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)

金属材料的电化学腐蚀与防护

金属材料的电化学腐蚀与防护一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。二、实验原理 1．金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下：阳极(氧气浓度小的部位)反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ ②析氢腐蚀金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为：阳极：Fe = Fe2＋＋2e－阴极：2H＋+2e－= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) （2）宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?O(Fe2＋/Fe)< ?O（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下：阳极反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。

金属的电化学腐蚀与防腐

金属的电化学腐蚀与防腐李泽升宁夏大学资源环境学院 12级环境科学1班摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。关键词：电化学腐蚀原理晶间腐蚀均匀腐蚀应力腐蚀防护与应用镀层阳极保护一、引言随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。二、电化学腐蚀原理金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经

材料的腐蚀与防护

姓名：贾永乐学号：201224190602 班级：机械6班检索主题：材料的腐蚀与防护数据库：中国知识资源总库——中国期刊全文数据库检索方法：用高级检索，主题词：腐蚀与防护关键词：材料相与检索结果：1456篇，其中关于航空材料的13篇；金属材料的腐蚀的183篇；材料的防护的522篇，其余为腐蚀与防护相关的其它技术和方法。文献综述 1材料腐蚀与防护的发展史：所有的材料都有一定的使用寿命，在使用过程中将遭受断裂、磨损、腐蚀等损坏。其中，腐蚀失效的危害最为严重，它所造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和，造成许多灾难性的事故，造成了资源浪费和环境污染。因此，研究与解决材料的腐蚀问题，与防止环境污染、保护人民健康息息相关。在现代工程结构中，特别足在高温、高压、多相流作用下，以及在磨损、断裂等的协同作用下，腐蚀损坏格外严重。据统计，材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1．8％～4．2％。而常用金属材料最容易遭受腐蚀，因此金属腐蚀的研究受到广泛的重视【1】。我们只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上，才能研制适宜的耐腐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施，以达到防止或控制腐蚀的目的。从而减少经济损失和事故，保护环境保障人类健康。每年由于腐蚀引起的材料失效给人类社会带来了巨大的损失。航

空材料的腐蚀损失尤为巨大。我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代，经过几十年的曲折发展，取得了很大进步。目前在航空产品的常温腐蚀与防护上，已经进入了向国际接轨的发展阶段。航空材料由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀, 增加了飞行器的运营成本, 对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。英美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用为11 000~ 55 000美元之间【2】。1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡500余人。因此航空材料的腐蚀防护技术研究对航空业的发展具有举足轻重的作用。 1978．10国家科委主任方毅在全国聘任27位科学家组建了我国《腐蚀科学》学科组，笔者作为学科组成员，第三专业组(大气腐蚀专业组)副组长，承担了航空航天部分的调查任务。1980．1—1982．6广泛函调一百多个工厂，并深入26个厂、所、部队，机场进行了实地考查，发现了大量的腐蚀问题，笔者1985年在我国首次出版了《航空产品腐蚀故障事例集》，汇集了数据比较周全，二十世纪六、七十年代的46个腐蚀故障【3】。 1990年前，铁道车辆车体结构通常采用普碳钢制造，加之使用涂料档次低，对表面处理和涂装工艺不够重视，车辆锈蚀严重，修理时车体钢板的更换率相当高，有些客车甚至仅使用1个厂修期就报废。1985年，耐大气腐蚀钢（即Corten钢，又称耐候钢）开始用于车辆，到1990年，已在全部新造车辆上采用。由于这类钢材含有(0.2%~0.4%

金属的电化学腐蚀与防护

第二章金属的电化学腐蚀通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极；进行还原反应的电极就叫做阴极。由此表明，作为一个腐蚀电池，它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成： 1、阳极过程：金属溶解，以离子的形式进入溶液，并把当量的电子留在金属上； 2、阴极过程：从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受； 3、电流的流动：金属部分：电子由阳极流向阴极；溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移。 4、腐蚀电池的类型可以把腐蚀电池分为两大类：宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池一、宏观腐蚀电池 1）、异金属接触电池 2）、浓差电池 3）、温差电池二、微观腐蚀电池在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的 1、金属化学成分的不均匀性 2、组织结构的不均匀性 3、物理状态的不均匀性 4、金属表面膜的不完整性当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1，温度规定为25 C，这种状态称为标准状态，此时，平衡电位Ee等于E0，故E0称为标准电位。由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象，称为原电池的极化作用。当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化。消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程根据控制步骤的不同，可将极化分为两类：电化学极化和浓度极化极化分类：电化学极化：电子转移步骤最慢为控制步骤所导致浓度极化：电子转移步骤快，而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤电阻极化：电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。产生阳极极化的原因： 1、阳极的电化学极化 2、阳极的浓度极化 3、阳极的电阻极化。析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程，称为氢离子去极化腐蚀吸氧腐蚀以氧作为去极化剂的腐蚀过程，称为氧去极化腐蚀氢去极化腐蚀的特征 1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。 2、与溶液PH值关系很大。 3、与金属材料的本质及表面状态有关。 4、与阴极面积有关。

金属的电化学腐蚀与防护习题

金属的电化学腐蚀与防护习题集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

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，正确的是 ( ) A ．金属被腐蚀的本质是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 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) 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种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由＋2价转化成＋3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④Fe(OH)3失水形成Fe 2O 3·x H 2O ⑤杂质C 被氧化除去 A ．①②④ B ．③④ C ．①②③④ D ．①②③④⑤ 6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe ＋2H 2O ＋ O 2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 ( ) A ．负极发生的反应为Fe －2e －===Fe 2＋

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案)

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案) 《金属的电化学腐蚀与防护》一、选择题 1. 为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 2. 以下现象与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 3. 埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是 A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气的土壤中 C. 在干燥致密不透气的土壤中 D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是 A. 铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处 B. 通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆 D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是 A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是： A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M + n H2O === M(OH)n + n/2 H2↑ B. 金属的化学腐蚀的实质是：M ?C ne- ＝ Mn+ ，电子直接转移给氧化剂 C. 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D. 在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 8. 随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是 A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池

东北大学材料腐蚀与防护复习

第一章耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。腐蚀性：指环境介质腐蚀材料的强弱程度。高温氧化：在高温条件下，金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏的过程称高温氧化，亦称高温腐蚀。毕林—彼得沃尔斯原理或P-B 比：氧化时所生成的金属氧化膜的体积2MeO V 与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积Me V 之比。腐蚀过程的本质：金属 → 金属化合物 (高温）热腐蚀：指金属材料在高温工作时，基体金属与沉积在其工作表面上的沉积盐及周围工作气体发生总和作用而产生的腐蚀现象称为热腐蚀. p 型半导体：通过电子的迁移而导电的半导体； n 型半导体：通过空穴的迁移而导电的半导体。 n 型：加Li （低价），导电率减小，氧化速度增加；加Al （高价），导电率增加，氧化速度降低。 p 型：加Li （低价），导电率增加，氧化速度降低；加Cr （高价），导电率减小，氧化度增加。腐蚀的危害 1)造成巨大的经济损失；2)造成金属资源和能源的浪费造成设备破坏事故,危及人身安全；3)引起环境污染。金属一旦形成氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于两个因素 1)界面反应速度，包括金属／氧化物界面以及氧化物/气体两个界面上的反应速度；2)参加反应物质通过氧化膜的扩散速度。（这两个因素实际上控制了继续氧化的整个过程，也就是控制了进一步氧化速度。在氧化初期，氧化控制因素是界面反应速度，随着氧化膜的增厚，扩散过程起着愈来愈重要的作用，成为继续氧化的速度控制因素）反映物质通过氧化膜的扩散，一般可有三种传输形式 1)金属离子单向向外扩散；2)氧单向向内扩散；3)两个方向的扩散。反应物质在氧化膜内的传输途径 1)通过晶格扩散：温度较高，氧化膜致密，而且氧化膜内部存在高浓度的空位缺陷的情况下，如钴的氧化；2)通过晶界扩散。在较低的温度下，由于晶界扩散的激活能小东北大学材料腐蚀与防护整理人围安 E-mail jr_lee@https://www.wendangku.net/doc/b9978602.html, 2016.1.2

知识讲解_金属的电化学腐蚀与防护(基础)

高考总复习金属的电化学腐蚀与防护编稿：房鑫审稿：曹玉婷【考纲要求】 1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。【考点梳理】考点一：金属腐蚀 1．定义：金属腐蚀是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．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M－ne－==M n+（M代表金属元素）。 3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。（2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。考点二：金属的电化学腐蚀 1 2．电化学腐蚀的种类：（1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀（2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例） 3．金属腐蚀的快慢一般规律 (1) 在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。 (4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。考点三：金属的电化学防护 1．在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；

论文-金属材料的腐蚀与防护

金属材料的腐蚀和防护罗--（学号：1230060054）（-----大学物理与材料科学学院物理学1202班）专题授课老师：---- 摘要：自从人类发现并使用金属到如今已有5000年的历史，然而人类在享受金属材料的使用带来便利的同时，也在苦恼着金属腐蚀带来的烦恼。人类在使用金属的同时，也在尽最大的努力对金属进行防护。金属的有效防护，一方面可以降低成本，提高劳动生产率，赢得最大的经济效应；另一方面对加强国防建设也有重要的意义。关键词：金属材料腐蚀防护引言：当金属和周围气态或液态介质接触时常常由于发生化学作用或电化学作用而逐渐损坏的过程成为金属腐蚀，每年金属腐蚀给国家带来巨大的经济损失，所以金属的有效防护对于一个企业和国家是至关重要的。 1.金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程；电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池。金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。 1.2金属腐蚀的发生

自然界中只有极少数金属（例如金、铂等）能以游离状态存在，而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此，金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏，这种现象叫做金属的腐蚀。 1.3金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失。这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的10% 。间接损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。 2.金属腐蚀防护的方法 2.1 改变金属的组成这种方法最常见的是不锈钢材料。通过在钢铁中加入12-30%的金属铬而改变钢铁原有的组成，从而改善性能，不易腐蚀。如目前迅速发展起来的不锈钢炊具，餐具等就是以此为材料的。2.2 形成保护层在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。可以形成以下几种保护层来对金属腐蚀进行防护：（1）磷化处理: 钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸

金属的电化学腐蚀与防护

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《金属的电化学腐蚀与防护》一、选择题 1. 为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 2. 以下现象与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 3. 埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是 A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气的土壤中 C. 在干燥致密不透气的土壤中 D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 ①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是 A. 铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处 B. 通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆

D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是 A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是： A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M + n H2O === M(OH)n + n/2 H2↑ B. 金属的化学腐蚀的实质是：M – ne- ＝Mn+，电子直接转移给氧化剂 C. 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D. 在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 8. 随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是 A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中石墨电极 9. 将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中均有氢气生成．若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀；B未被腐蚀．关于B的叙述正确的是 A．金属活动性A＞B B．还原性B＞A C．在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应

金属材料的腐蚀与防护

金属材料的腐蚀与防护摘要：扼要介绍了金属的腐蚀机理，腐蚀发生的原因。金属的腐蚀现象和机理比较复杂，但可以通过合理地选用材料、有效地采取防腐蚀措施来减缓金属材料的腐蚀速度，这对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率都具有十分重要的意义。关键词：金属材料;腐蚀;防护钢铁生锈、铜器泛绿、银具变黑等都是材料(通常是指金属)及其结构物，制件与其所处环境介质之间的化学反应或电化学反应所引起的破坏或变质。这类破坏或变质被称之为材料的腐蚀。腐蚀科学则是一门涉及化学、物理、冶金学、表面科学、力学、机械学和生物学等多学科的应用科学。金属的腐蚀严重破坏了国民经济和国防建设，研究金属的腐蚀这门科学对于提高国民经济和加强国防建设都有重要的意义。 1 金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程；电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极。遭到的腐蚀不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程[1] 1.2金属腐蚀的发生自然界中只有极少数金属（例如金、铂等）能以游离状态存在，而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此，从热力学观点来看，金属的腐蚀是很自然的事。金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏，这种现象叫做金属的腐蚀。由于腐蚀导致的金属破坏都从表面开始，而破坏的程度，一般来说也是表面最大。在液态和固态电解质中腐蚀过程是电化学过程。因此，腐蚀能否进行取决于金属能否离子化，而金属离子化的趋势可以用电极电位（E）表示。金属在电解质中的腐蚀是一种电化学变化[2]，它的进行依照法拉第定律及欧姆定律，△W=（Ec－Ea）te/(96500AR) 式中，e为常数，如粗略地认为R不变时，则腐蚀速率（△W/t）与（Ec－Ea）成正比，而与A成反比。（Ec－Ea）因极化关系有所变化，因此腐蚀率也会随时间变化；阳极面积（A）较小时，腐蚀率将会随着提高。金属腐蚀时，阳极释放电子的阳极过程和阴极获得电子的阴极过程是在同一金属表面进行的。 2 金属防护的方法

【高中】2017人教版高中化学选修4第四章第5课时金属的电化学腐蚀与防护word同步检测

【关键字】高中训练5 金属的电化学腐蚀与防护 [基础过关] 一、金属的腐蚀 1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是 ( ) A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 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(几乎是纯铁)容易生锈 3．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是 ( ) 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Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) 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种变化可能发生的是 ( ) ①Fe由＋2价转化成＋3价②O2被还原③产生H2 ④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O ⑤杂质C被氧化除去 A．①②④ B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤ 6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 ( ) A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋ B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－ C．原电池是将电能转变为化学能的装置

知识讲解_金属的电化学腐蚀与防护(基础)

高考总复习金属的电化学腐蚀与防护【考纲要求】 1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。【考点梳理】考点一：金属腐蚀 1．定义：金属腐蚀是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．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M－ne－==M n+（M代表金属元素）。 3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。（2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。考点二：金属的电化学腐蚀 1 2．电化学腐蚀的种类：（1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀（2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例）【高清课堂：399291金属腐蚀的一般规律】 3．金属腐蚀的快慢一般规律 (1) 在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。 (4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。考点三：金属的电化学防护 1．在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；

材料腐蚀与防护学习心得

材料腐蚀与防护学习心得经过一学期的学习，以及老师的精心讲解，我对过程装备腐蚀与防护这门课程有了更深的认识。现在就本人的学习心得与对课本的认识作如下讲述：腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。例如，各种机器、设备、桥梁在大气中因腐蚀而生锈；舰船、沿海的港口设施遭受海水和海洋微生物的腐蚀；埋在地下的输油、输气管线和地下电缆因土壤和细菌的腐蚀而发生穿孔；钢材在轧制过程因高温下与空气中的氧作用而产生大量的氧化皮；人工器官材料在血液、体液中的腐蚀；与各种酸、碱、盐等强腐蚀性介质接触的化工机器与设备，腐蚀问题尤为突出，特别是处于高温、高压、高流速工况下的机械设备，往往会引起材料迅速的腐蚀损坏。目前工业用的材料，无论是金属材料或非金属材料，几乎没有一种材料是绝对不腐蚀的。因此，研究材料的腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防止腐蚀的措施。对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率无疑具有十分重要的意义。比如说管道吧，管道腐蚀产生的原因： 1外界条件 ①输管道涉及的土壤性质比较复杂，准确评定其腐蚀性非常困难道周围介质的腐蚀性介质的腐蚀性强弱与土壤的性质及其微生物密切相关，然而对于长。 ②周围介质的物理性状的影响：主要包括地下水的变化、土壤是否有水分交替变化等情况，以及是否有芦苇类的根系影响等。 ③包括环境温度和管道运行期间产生的温度。温度的升高，腐蚀的速度会大大加快。温度的高低与管路敷设深度有直接的关系，同时更受地域差别的影响。 ④蚀速度，杂散电流可对管道产生电解腐蚀。 ⑤油气本身含有氧化性物质：如含水，及H S 、 C O 等酸性气体可造成类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应，可造成管道内壁的腐蚀。 2. 防腐措施的问题防腐层失效是地下管道腐蚀的主要原因，轻度失效可增大阴极保护电流弥补防腐作用；特殊的失效，如因防腐层剥离引起的阴极保护电流屏蔽及防腐层的破坏，管道就会产生严重的腐蚀。腐蚀发生的原因是防腐层的完整性遭到破坏，主要产生于防腐层与管道剥离或是防

关于金属材料腐蚀与防护措施的探析

关于金属材料腐蚀与防护措施的探析发表时间：2015-04-01T11:18:11.310Z 来源：《教育学文摘》2015年1月总第145期供稿作者：李维斌[导读] 在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。 ◆李维斌长春医药化工工业技工学校130000 摘要：金属材料腐蚀可造成设备的全面损坏而报废，也可使零件强度下降，还会产生腐蚀脆性等不良后果，是机械零件失效的重要形式之一。本文结合金属腐蚀机理，对海洋腐蚀防护措施和井下腐蚀的主要预防进行了分析，以供参考。关键词：金属材料腐蚀井下腐蚀海洋腐蚀防护措施对金属腐蚀的研究，同时采取有效的防腐措施，是确保设备使用年限的延长，以及降低由于金属材料腐蚀所造成损失的关键。一、金属材料井下腐蚀的预防措施在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。 1.预防热浸镀锌防腐。热浸镀锌防腐，是将经过酸洗除锈的钢构件浸入480～520℃，高温锌熔池3～5min，使钢铁表面沾挂一层锌液，经冷却后形成镀层。热浸镀锌镀层可对钢铁提供机械屏蔽于电化学保护的作用，涂层和钢铁表面的结合力比较好，但是镀锌涂层的厚度比较薄。锌涂层一旦腐蚀后，其局部会漏出钢铁的基本构体。致使致涂层失效，所以，热浸镀锌防腐耐腐蚀年限稍短，可提供钢铁中等年限的防腐保护。同时热镀锌生产的工艺，其局限性比较大，对钢井架和井筒装备等一些大构件的应用比较困难，而对形状复杂的钢构件，因为其受到高温的影响，会致使钢构件变形，从而影响其最终的作用。 2.预防电弧喷涂防腐。通过电弧喷涂的相关电源，两根带正和负电金属丝材需要连续被送到电弧喷枪的端头，在端部短路接触时，所产生电弧熔化，熔融铝高温的液滴，会被压缩空气喷吹和雾化，以及喷涂至工件的表面，与基体所结合形成良好的电弧喷涂涂层。丝材被熔化的温可达6000℃。因为电弧喷涂丝材熔化的温度高，丝材熔化较均匀，无半熔化或者高塑性喷涂颗粒，喷涂粒子携带较大的热能和动能撞击，涂层与基体以较强的机械结合和微冶金结合。所以电弧喷铝涂层和金属基体具有优良的涂层结合力，在弯曲和冲击或碰撞下，可保证保防腐涂层不脱落和不起皮，其结合牢固，防腐长久有效，这一点是其他任何表面防腐涂层无法达到的。电弧喷涂层防腐原理，是阴极保护与机械屏蔽的相结合。但由于井下存在瓦斯的特殊性，电弧容易引起瓦斯爆炸，该技术难以在井下应用。 3.预防涂料重防腐。涂料重防腐是底漆、中间漆和面漆组成的油漆涂层体系进行防腐，其防腐原理主要是机械屏蔽，即油漆涂层将钢铁与腐蚀介质相隔离，以阻止和减缓腐蚀介质对钢铁的侵蚀，保护钢铁不受腐蚀。非金属油漆涂层随时间的延长，环境的变化，有机物终究要老化，影响防腐性能。一般情况复合涂层可以对钢设备进行中等年限的防护保护。涂料初次的涂装之后，需要定期的刷面漆，对其进行相应的维护。如进行彻底维护时，需要对钢铁构件重新进行喷砂除锈，然后涂装油漆。二、金属材料海洋腐蚀的防护措施 1.电化学保护。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护的原理如下：利用电化学原理，将被保护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止腐蚀；将被保护金属进行外加阴极极化以减少或防止金属腐蚀的方法叫做阴极保护法。阴极保护有包括外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两极，被保护金属为阴极，这样就使被保护金属免受腐蚀。牺牲阳极保护法是将活泼金属或其合金连在被保护的金属上，形成一个原电池，这时活泼金属作为电池的阳极而被腐蚀，基体金属作为电池的阴极而受到保护。外加电流阴极保护所需保护电流是由直流电源提供的；而牺牲阳极保护中所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所提供的。为了有效地发挥保护作用，牺牲阳极的电位要足够负，阳极极化率要小，特别是表面不能生成保护性的腐蚀产物膜，阳极溶解要均匀。 2.金属的磷化处理。钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，在大气中有较好的耐腐蚀性。膜是微孔结构，对油漆等的吸附能力强蚀。 3.覆盖层保护。基底材料和覆层材料组成复合材料，可以充分发挥基底材料和覆层材料的优点，满足耐蚀性，物理、机械和加工性能，以及经济指标多方面的需要。覆盖层的保护效果和使用寿命取决于三个方面的因素：覆层材料在使用环境中的耐蚀性、强度、塑性和耐磨性。覆层的均匀性、孔隙和缺陷。覆层与基体金属的结合力。覆盖层保护又分为金属保护层、化学转化膜、非金属保护层。金属保护层包括金属镀层、金属衬里、双金属复合板；非金属保护层包括油漆涂料、塑料涂覆、搪瓷、钢衬玻璃、非金属材料衬里、暂时性防锈层。聚氨脂涂料、乙烯基涂料等。防护涂层应有尽可能低的透水性、透氧性、透离子性,以及良好的工艺性如附着力、固化收缩率等。综上所述，研究金属材料的腐蚀，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。参考文献 [1]冯立超等金属及合金在海洋环境中的腐蚀与防护[J].热加工工艺，2013，24。 [2]黄赟保温层下金属材料的腐蚀与防护[J].石油化工腐蚀与防护，2013，03。 [3]朱润芝等金属材料腐蚀及质量控制[J].科技致富向导，2012，23。

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护专题 1、金属的腐蚀 ①金属腐蚀：金属（或合金）与周围接触到的气体（或液体）发生氧化还原反应而引起损耗的过程。金属腐蚀的本质：M – xe- = M x+金属失去电子变成阳离子，发生氧化反应。 ②金属腐蚀类型： ③金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。如：铁与氯气直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。如：钢管被原油中的含硫化合物腐蚀，温度越高，化学腐蚀越快。 ④电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。如：钢铁在潮湿的空气中生锈，铁做负极、碳做正极、溶有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体的水膜做电解质溶液，在钢铁表面形成无数微小的原电池。说明：两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。 2、化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点化学腐蚀电化学腐蚀共同点M – xe- = M x+M – xe- = M x+ 不同点(1)金属与氧化剂直接得失电子利用原电池原理得失电子 (2)反应中不伴随电流的产生反应中伴随电流的产生 (3)金属被氧化活泼金属被氧化 3、电化学腐蚀(以钢铁为例，钢铁及其制品通常为含碳的铁合金) ①析氢腐蚀(当钢铁表面的水膜酸性较强时) 负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H+ + 2e-= H2↑ 总方程式：Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑

②吸氧腐蚀(当钢铁表面的水膜呈中性或弱酸性) 负极: 正极: O2+4e- +2H2O = 4OH- 总方程式：2Fe + O2 +2H2O =2Fe(OH)2 Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用： 4 Fe(OH)2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe(OH)3脱去一部分水就生成铁锈 (Fe2O3·xH2O)，铁锈疏松地覆盖在钢铁表面，不能阻止钢铁继续腐蚀。说明：通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。 4、金属的防护 1.影响金属腐蚀快慢的因素 ①金属的活动性：金属越活泼，越容易被腐蚀； ②纯度：不纯的金属比纯金属更易被腐蚀，如纯铁比钢难腐蚀； ③电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属被腐蚀得越快； ④氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，会保护内层金属。如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如钢铁； ⑤外因：介质、环境（腐蚀性气体，电解质溶液）。 2.金属的防护金属防护的基本思路是： ①防止金属与氧化性介质直接接触； ②防止金属表面形成电解质溶液层。金属防护的常用方法有： ①覆盖保护膜，如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化等方法使金属与空气、水等物质隔离，防止金属被氧化腐蚀。 ②改变金属的内部结构，使金属性质改变，成为耐腐蚀金属，如不锈钢等； ③电化学保护 a、牺牲阳极的阴极保护法：这种方法通常是在被保护的钢铁设备（如锅炉内壁、船体外壳等）上装上若干锌块，作原电池的负极，不断遭受腐蚀，定期拆换，而使作为正极的锅炉内壁、船体外壳被保护了下来。 b、外加电流的阴极保护法：这种方法是将被保护的钢铁设备（如钢闸门）作为阴极，用惰性电极做阳极，两者均存在于电解质溶液中，接上电源。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷的积累，这样就抑制了钢铁失去电子的作用，从而防止了钢铁的腐蚀（外加电流，使钢铁被迫成为阴极受保护）。 5、规律总结 1.金属发生电化学腐蚀的本质 ①电化学腐蚀过程中发生的化学反应是原电池反应，有电流产生。 ②影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，就越容易电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接

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金属腐蚀与防护

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金属材料的电化学腐蚀与防护

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金属的电化学腐蚀与防护习题

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东北大学 材料腐蚀与防护 复习

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金属的电化学腐蚀与防护

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