2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——金屬腐蝕機(jī)理與防護(hù)措施研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.金屬在干燥氣體中發(fā)生的腐蝕主要是由于（）。A.電化學(xué)作用B.化學(xué)作用C.電化學(xué)與化學(xué)作用共同D.物理作用2.在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，構(gòu)成腐蝕電池的兩個(gè)電極是（）。A.陽(yáng)極和陰極B.感應(yīng)電極和參比電極C.濃差電極和金屬電極D.導(dǎo)電材料和絕緣材料3.金屬發(fā)生均勻腐蝕時(shí)，腐蝕速率主要受（）控制。A.陰極過(guò)程B.陽(yáng)極過(guò)程C.電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程D.膜的形成與破壞4.下列哪種腐蝕屬于局部腐蝕？（）A.均勻腐蝕B.點(diǎn)蝕C.應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂D.脫碳5.能顯著降低腐蝕速率，且用量少、效果明顯的防護(hù)方法是（）。A.陰極保護(hù)B.陽(yáng)極保護(hù)C.緩蝕劑法D.涂層法6.在外加電流陰極保護(hù)中，被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)作為（）。A.陽(yáng)極B.陰極C.參比電極D.工作電極7.下列哪種緩蝕劑的作用機(jī)理主要是形成覆蓋膜？（）A.氧化型緩蝕劑B.還原型緩蝕劑C.吸附型緩蝕劑D.沉淀型緩蝕劑8.在土壤環(huán)境中，通常采用犧牲陽(yáng)極法進(jìn)行金屬防護(hù)，適用于（）。A.強(qiáng)酸性環(huán)境B.強(qiáng)堿性環(huán)境C.中性或弱酸性、弱堿性環(huán)境D.高鹽度海水環(huán)境9.金屬在含氯離子的環(huán)境中容易發(fā)生點(diǎn)蝕，其主要原因是（）。A.氯離子具有強(qiáng)烈的吸附性B.氯離子會(huì)破壞金屬表面的鈍化膜C.氯離子會(huì)加速陰極過(guò)程D.氯離子會(huì)降低溶液的導(dǎo)電性10.影響金屬腐蝕速率的主要因素不包括（）。A.金屬材料的性質(zhì)B.環(huán)境介質(zhì)的成分C.金屬表面的清潔程度D.金屬的熔點(diǎn)二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上）1.金屬腐蝕是指金屬或合金因其與環(huán)境發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)而遭到破壞的現(xiàn)象。2.電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子而被氧化的過(guò)程，通常在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行。3.根據(jù)腐蝕速度的快慢，金屬腐蝕可分為和兩種。4.腐蝕電池由陽(yáng)極、陰極和聯(lián)系組成。5.緩蝕劑是指加入腐蝕介質(zhì)中，能顯著降低腐蝕速率的物質(zhì)。6.陰極保護(hù)法分為和兩種主要方式。7.涂層法是利用作為金屬基體與腐蝕介質(zhì)之間的屏障，阻止腐蝕介質(zhì)接觸金屬的一種防護(hù)方法。8.應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是指金屬在應(yīng)力作用下，于腐蝕介質(zhì)中發(fā)生的脆性斷裂現(xiàn)象。9.某些金屬在特定應(yīng)力狀態(tài)下和特定腐蝕介質(zhì)作用下，會(huì)發(fā)生脆性斷裂，即使應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱(chēng)為。10.金屬在干燥的空氣中，如果環(huán)境足夠活潑，會(huì)發(fā)生氧化腐蝕，例如鐵生銹。三、名詞解釋?zhuān)啃☆}3分，共15分。請(qǐng)給出各名詞的準(zhǔn)確定義）1.腐蝕電池2.耐蝕性3.陽(yáng)極保護(hù)4.犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)5.應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)明扼要地回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述電化學(xué)腐蝕的基本過(guò)程。2.影響金屬腐蝕速率的主要因素有哪些？3.簡(jiǎn)述犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法的原理及其適用范圍。4.與陰極保護(hù)相比，陽(yáng)極保護(hù)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？五、論述題（每小題10分，共20分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，全面、深入地回答下列問(wèn)題）1.分析在濕法冶金過(guò)程中，選礦設(shè)備（如攪拌槽、管道）可能面臨哪些主要的腐蝕環(huán)境？并簡(jiǎn)述針對(duì)這些環(huán)境，可以考慮采用哪些防護(hù)措施及其原理。2.以鐵為例，闡述其在不同環(huán)境（如干燥空氣、中性水、酸性溶液、含氯溶液）中的腐蝕機(jī)理有何不同？并說(shuō)明在這些不同環(huán)境中，應(yīng)優(yōu)先考慮采用哪種防護(hù)措施，并說(shuō)明理由。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.A4.B5.C6.B7.C8.C9.B10.D二、填空題1.化學(xué)2.電化學(xué)3.均勻腐蝕，局部腐蝕4.聯(lián)接通路5.腐蝕介質(zhì)6.犧牲陽(yáng)極法，外加電流法7.涂料或覆蓋層8.存在9.應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂10.氧化性三、名詞解釋1.腐蝕電池：由正極（陰極）和負(fù)極（陽(yáng)極）以及電子和離子傳遞的介質(zhì)構(gòu)成的能夠發(fā)生腐蝕反應(yīng)的微電池。2.耐蝕性：金屬抵抗腐蝕的能力。3.陽(yáng)極保護(hù)：通過(guò)外加電流使金屬結(jié)構(gòu)成為陽(yáng)極，發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)以降低腐蝕速率的防護(hù)方法。4.犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)：利用比被保護(hù)金屬更活潑的金屬作為陽(yáng)極，使其優(yōu)先腐蝕溶解，從而保護(hù)陰極金屬的防護(hù)方法。5.應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂：某些金屬材料在特定應(yīng)力狀態(tài)和腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的脆性斷裂現(xiàn)象。四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：闡述電化學(xué)腐蝕的兩個(gè)核心過(guò)程：陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程，以及電子和離子的傳遞。答案要點(diǎn)：金屬原子在陽(yáng)極失去電子，形成金屬離子進(jìn)入溶液（陽(yáng)極過(guò)程）；電子通過(guò)金屬基體流向陰極；在陰極，溶液中的陽(yáng)離子（如H?,O2?,氧氣等）得到電子，形成穩(wěn)定物質(zhì)（如水、氧化物等），完成電荷平衡（陰極過(guò)程）。電子和離子通過(guò)電解質(zhì)溶液構(gòu)成腐蝕電流回路。2.解析思路：列出影響腐蝕速率的主要外部因素和內(nèi)部因素。答案要點(diǎn)：主要影響因素包括金屬材料本身的性質(zhì)（成分、組織結(jié)構(gòu)、純度等）、環(huán)境介質(zhì)因素（pH值、離子濃度、溫度、氧化性/還原性、氯離子含量等）、電化學(xué)因素（氧濃度差、應(yīng)力等）以及表面狀態(tài)（存在沉積物、涂層等）。這些因素通過(guò)影響陽(yáng)極和陰極過(guò)程的速率來(lái)決定總腐蝕速率。3.解析思路：說(shuō)明犧牲陽(yáng)極的原理（電化學(xué)電位更負(fù)），以及其作為陽(yáng)極被優(yōu)先腐蝕，從而保護(hù)了陰極。答案要點(diǎn)：犧牲陽(yáng)極法利用了電化學(xué)電位更負(fù)的金屬（如鎂、鋅、鋁及其合金）與被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成腐蝕電池。電位更負(fù)的金屬作為陽(yáng)極，優(yōu)先失去電子而被腐蝕溶解，從而將電子提供給被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)（陰極），使其免于腐蝕。適用于不易實(shí)現(xiàn)陰極極化的結(jié)構(gòu)或土壤、海洋等難以外加電流的環(huán)境。缺點(diǎn)是犧牲陽(yáng)極會(huì)消耗，需要定期更換。4.解析思路：分別從原理、適用條件、優(yōu)缺點(diǎn)等方面比較陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。答案要點(diǎn)：陽(yáng)極保護(hù)通過(guò)外加電流使金屬成為陽(yáng)極，發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)以降低腐蝕速率。優(yōu)點(diǎn)是可以精確控制，適用于可鈍化的金屬；缺點(diǎn)是需要精確控制外加電流，否則可能過(guò)度腐蝕或無(wú)法達(dá)到保護(hù)效果。陰極保護(hù)通過(guò)犧牲陽(yáng)極或外加電流使金屬成為陰極。優(yōu)點(diǎn)是方法相對(duì)簡(jiǎn)單，適用于多種金屬和復(fù)雜結(jié)構(gòu)；缺點(diǎn)是犧牲陽(yáng)極法會(huì)消耗，外加電流法可能引起雜散電流干擾。陽(yáng)極保護(hù)對(duì)金屬種類(lèi)有要求，陰極保護(hù)對(duì)環(huán)境要求較高。五、論述題1.解析思路：結(jié)合濕法冶金流程，分析可能遇到的腐蝕環(huán)境（如礦漿、電解液、酸/堿/鹽溶液），并針對(duì)不同環(huán)境提出防護(hù)措施及原理。答案要點(diǎn)：濕法冶金選礦設(shè)備可能面臨多種腐蝕環(huán)境：*礦漿環(huán)境：通常呈強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性，含有固體顆粒磨損和腐蝕性離子。防護(hù)措施：選用耐酸堿耐磨損的合金材料（如高鉻鑄鐵、鎳基合金、鈦合金）；采用涂層防護(hù)（如橡膠襯里、陶瓷涂層）；對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備可考慮陰極保護(hù)。原理是提高材料耐蝕性、隔絕腐蝕介質(zhì)、減緩腐蝕反應(yīng)。*溶液環(huán)境（如電解液）：可能含有特定金屬離子，pH值可能變化，具有氧化性或還原性。防護(hù)措施：選用耐特定離子腐蝕的材料；添加緩蝕劑；控制溶液成分和pH值；必要時(shí)采用陰極保護(hù)。原理是選擇惰性或緩蝕材料、抑制腐蝕反應(yīng)、改變腐蝕條件。*管道系統(tǒng)：可能存在流動(dòng)加速腐蝕、沉積物下腐蝕、溫差腐蝕等。防護(hù)措施：提高管道材質(zhì)等級(jí)；進(jìn)行管道內(nèi)表面涂層處理；定期清洗，避免沉積物；控制流速和流體分布。原理是增強(qiáng)材料抵抗局部腐蝕能力、隔絕流體腐蝕、消除腐蝕隱患。綜合考慮，需根據(jù)具體設(shè)備、介質(zhì)成分、操作條件選擇合適的單一或多種防護(hù)措施組合。2.解析思路：分別闡述鐵在不同環(huán)境中的腐蝕機(jī)理差異（電化學(xué)類(lèi)型、反應(yīng)物不同），并基于機(jī)理差異推薦優(yōu)先防護(hù)措施及理由。答案要點(diǎn)：鐵在不同環(huán)境中的腐蝕機(jī)理：*干燥空氣：主要發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵（鐵銹），反應(yīng)緩慢。機(jī)理：直接的氧化還原反應(yīng)。*中性水：主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕。水中的溶解氧在鐵表面作為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，鐵作為陽(yáng)極失去電子被氧化。機(jī)理：電化學(xué)氧化還原，形成微電池。*酸性溶液：發(fā)生電化學(xué)腐蝕，酸提供H?離子，在陰極處H?得到電子生成氫氣，鐵在陽(yáng)極失去電子形成Fe2?或Fe3?。機(jī)理：電化學(xué)氧化還原，陰極過(guò)程受H?濃度控制。*含氯溶液：發(fā)生電化學(xué)腐蝕，氯離子破壞鐵表面的鈍化膜，使腐蝕速率急劇加快，常形成點(diǎn)蝕或坑蝕。機(jī)理：電化學(xué)腐蝕，氯離子吸附在金屬表面或參與陰極反應(yīng)，破壞鈍化膜。優(yōu)先防護(hù)措施及理由：*干燥空氣：通常環(huán)境條件較好，腐蝕速率很低，可能只需保持表面清潔即可，一般不需要專(zhuān)門(mén)防護(hù)措施。*中性水：優(yōu)先考慮緩蝕劑法。理由是水中腐蝕存在，加入緩蝕劑可以顯著降低腐蝕速率，且成本相對(duì)較低，易于實(shí)施。*酸性溶液：優(yōu)先考慮陰極保護(hù)（外加電流法）。理由是酸性環(huán)境腐蝕速