《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 （参考答案：E = 1.593V）
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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5cm，线路内电阻
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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。
图2-1 铜锌原电池示意图
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(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ia、ik、i0、ia、ik之间的关系。
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D=1.95 ? 10?5 cm2/s，?Zn = 7.2 g/cm3。 （参考答案：VL = 0.333mm/a）
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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）
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：
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