中国科学院金属研究所2017年硕士研究生入学考试试题
金属腐蚀与防护理论
一、简答题：（25分）
1）在某腐蚀介质中，含有一定量Cl-、Br-、I-离子，如此时加入强氧
化剂，哪一种优先被氧化？为什么？（ψ0(Cl2/Cl-)=1.36V, ψ
0
(Br2/Br-)=1.08V, ψ0(F2/F-)=0.53V。
Z1 ① ② ③ 2）什么是液接电位？说明消除它的
途径和依据。
3）图1为一典型的腐蚀体系的电化
学交流阻抗（EIS）的全频段复平面图，说明①、②、③频段的图形所表示的含义。
4）写出能斯特（Nernst）公式，并
说明其适用条件。
下降 R0 1 R0+—R0 2 R0+RZi 图1 全频段的交流阻抗复平面图 5）电化学反应或相应的电化学方法可概括为两类，是哪两类？说明其
内容。
二、在图2中，用粗线表示的电流Jex是可以测定的。试叙述（推算）用细
的虚线表示的各个部分电流（如Jcor、Jlim）值的获得方法。（15分）
Ecor 电位E Jc Ja Ja 电流log─Jex─ 2++
电流log─Jex─ Jlim Jc Jcor Ecor (a) (b) 图4.5 腐蚀系统电流-电位曲线（Evans图）
(a)活化极化时的情况；
(b)是阴极电流成为极限电流时的情况。
三、结合图示阐述下列防护措施的腐蚀电化学原理。（20分） 1）外加电流阴极保护。
2）缓蚀剂的缓蚀作用（以一种类型缓蚀剂进行说明即可）。
四、已知下列反应：（15分） Cu+2e→Cu, ?10 Cu+e→Cu， ?2 1）推导出反应Cu+e→Cu
0 2) ?1?0.337。 V, ?2?0.521V, 求?3002+
+
电位E 0
以下五、六中任选一题（25分）：
五、镍在水溶液中的热力学稳定性，可以根据热力学数据及由此计算而建
立的电位-pH图进行判断。根据下面给定条件绘制的电位-pH如图3所示。从酸性到弱碱性溶液中，将Ni、Ni2+、Ni(OH)2作为镍的稳定的化学物质时可以看成：①Ni和Ni2+的平衡；②Ni和Ni(OH)2平衡；③Ni2+和Ni(OH)2的平衡。将Ni2+、Ni(OH)2及H2O的标准化学位分别为μ0(Ni2+)、μ0(Ni(OH)2)、μ0（H2O），用α(x)表示某种化学物质x的活度。 1）写出①、②、③的反应式及①、②平衡电位E的表达式。
2）Ni2+的活度α(Ni2+)=10-5时，表示在电位-pH图中的①和②平衡电位有直
线在pH=7.0相交，将求Ni(OH)2的溶度积Ksp的表达式及其值。水的电离常数Kw=10-14。
3）描述α(Ni2+)=10-5时，电位-pH图的概况。
六、磷酸型燃料电池的设计性能是输出电压为0.7V以上，输出电流密度为
200mA/cm2(140mA/cm2以上，190℃)。
设：反应2H2+O2=2H2O在190℃时的ΔG=-439.6kJ, ΔH=-482.8kJ。试
求：
1）理论转化效率。
2）电池的理论电动势（190℃）
3）如果燃料利用率为80%时，电池能量转化率的最低限度是多少？
中国科学院金属研究所2017年硕士研究生入学考试试题--金属腐蚀与防护理论
