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Fe-Cu, Fe-Zn, Fe-Al, Al-Cu ,Al-Zn, Zn-Cu
5. 待电极的自腐蚀电位趋于稳定后测定各电偶对的电偶电流Ig随时间的变化情况直到电流比较稳定时为止。记录偶合电极相对于Pt电极的电位（最初几分钟，Ig 随时间变化较快，每0.5min或1min记录一次Ig 值，以后可以增大时间间隔）。 6． 改变Fe-Pt电偶对的阴/阳极面积比，测电偶电流：
（1）阴、阳极面积相等
（2）阴/阳极面积比为10:1（减小阳极面积）
（3）阴/阳极面积比为1:10（减小阴极面积）
7． 测Fe-Pt电偶对不同搅拌速度的电偶电流。静态、慢速、中速、快速。 8． 不同pH值时测电偶电流：
（1）加1mLHCl使溶液pH降至3。 （2）加0.5gNaOH使pH升至10。 五、 结果处理
1． 将所有测量数据记录成表。
2． 在同一张直角坐标纸上绘制出各组电偶电流Ig 对时间的关系曲线。
3． 根据所测数据计算Fe-Pt电偶对中不同面积比、不同pH值、不同搅拌速度时Fe的腐蚀速度（阴极过程为扩散控制）。
六、 思考题
1． 在扩散控制情况下，阴、阳极面积变化对电偶电流有何影响？ 2． 在什么条件下电偶电流等于自腐蚀电流？
实验9 闭塞电池腐蚀模拟实验
一、 目的
加深对孔蚀、缝隙腐蚀及SCC等局部腐蚀发展过程机理的理解。 二、 原理
对于孔蚀，孔内金属表面处于活化态，电位较负，孔外金属表面处于钝化态，电位较正。于是孔内、外构成一个活态-钝态的微电偶腐蚀电池。
孔内反应为： M → M n++ ne
- 孔外反应为： O2 + 2H2O + 4e → 4OH
二次腐蚀产物M(OH)n在孔口生成，无多大保护作用。孔内介质相对于孔外介质呈滞留状态，M n+不易向外扩散，O2也不易扩散进去。由于孔内M n+浓度增加，Cl-迁入以维持电中性，孔内形成了MCln的浓溶液，又由于MCln的水解，使孔内H+浓度增加，pH值降低，加快金属阳极溶解速度。这就是自催化过程。基于上述原理，采用外加极化的方法，在一带有小空的管壮
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玻璃筒内插入金属铝片，铝片与外电路阳极相接，小孔用瓷质隔膜或半透膜与筒外溶液隔离，筒外插入大面积铝片，铝片与外电路阴极相接，通过强制极化来模拟闭塞腐蚀电池的腐蚀过程。
三、 实验步骤
1． 配制5%（W/W）的NaCl溶液，将铝试片用金相砂纸打磨后用乙醇、丙酮擦洗干净备用。
2． 实验装置及与恒电位仪的连接见附录２“PS—1型恒电位/恒电流仪的使用方法”。 3． 测定极化前孔内外pH值及铝片的自腐蚀电位（甘汞电极插入玻璃筒后应去掉其上部的橡皮塞）。
4． 采用恒电流法以电流密度为1mA/cm2阳极电极极化2h，每隔20min记录一次电极电位值以及测定一次孔内外的pH值，同时观察筒内外溶液状态的变化。具体步骤为： （1）测量出研究电极面积，以此计算出极化时所需电流强度。
（2）检查实验装置及线路连接无误后，将恒电位仪的“工作选择”开关置于“恒电流”挡，“电流量程”开关置于“最小”挡，即100μA挡，将“电源开关”先置于“自然”，待测定自腐蚀电位后，再置于“极化位置”。调节恒电流粗、细旋钮，使电流表指针指在零点。再根据实验所需电流强度值将“电流量程”开关置于相应数值挡。调节恒电流粗、细旋钮，使电流表指针指在所需值位置上（电流表零点右边为阳极电流，左边为阴极电流）。
5. 停止极化，15min后测定实验后铝片的自腐蚀电位，然后取出铝片，分别观察阴、阳极的表面状况。
四、 结果处理
1． 将极化后孔内、外的pH值变化及研究电极电位随时间的变化列表。 2． 比较上述实验结果并讨论之。 五、 思考题
1． 实验中，研究电极电位发生变化，且极化前后自腐蚀电位不同，为什么？ 2． 实验中，筒内pH值开始迅速下降，一定时间后几乎不再发生变化，为什么？
演示实验部分
实验1 腐蚀原电池
一、 目的
1． 了解腐蚀原电池的结构和作用及原电池工作过程中的电极反应。 2． 观察析H2腐蚀现象，观察微电池腐蚀与宏电池腐蚀的异同。
3． 不同金属相接触，由于构成电偶对，使阳极金属加速腐蚀，阴极金属得到保护。 二、 实验物品
工业锌片、铜片或铂片，0.2MHCl, 玻璃皿，丙酮棉，镊子，砂纸等。 三、 实验步骤及现象
1． 用砂纸打磨试样，丙酮棉擦净去油。
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2． 将锌片和铜片或铂片分别放入盛有HCl的玻璃皿中，互不接触，观察到在锌片上有不少气泡从表面逸出。而铜片或铂片上无气泡逸出。
3． 将锌片与铜片或铂片相接触，观察到有大量H2气泡从铜片或铂片表面逸出，而锌片表面的气泡相对减少，并有黑色物质从锌片表面析出。 四、 现象分析与结论
1． 锌片在HCl中受腐蚀，构成腐蚀电池，阳极是工业锌片中大量的金属锌，在锌上发生氧化反应：
Zn → Zn2+ + 2e
Zn溶于HCl中。而阴极是工业锌片上的杂质如Cu、Fe、Fe7Zn等，阴极反应为： 2H+ + 2e → H2↑
由于锌片上的阴极性杂质的分布是随机的，且颗粒很小，肉眼无法辨别阴、阳极位置，它们可能瞬时发生变化，表现出整个锌片上都有H2气泡逸出。结果导致锌片全面腐蚀。又称之为微电池腐蚀。
2． 锌片和铂片相接触时，由锌片和铂片共同组成腐蚀宏电池。整个锌片为阳极，铂片为阴极，锌片上发生阳极反应： Zn → Zn2+ + 2e 铂片上发生阴极反应：
2H+ + 2e → H2↑
同时，锌片上的微电池腐蚀反应仍继续发生。故锌片既受自身的微电池腐蚀，又加上锌-铂组成的宏电池的腐蚀，所以锌片的腐蚀加剧。
从以上现象看不仅在锌片上有少量H2气泡逸出，铂片上也有大量H2气泡逸出。生成H2气泡的量增多说明锌片腐蚀的量增加。结论是与电位较高的金属相接触，电位较低的金属腐蚀加剧。
3． 组成腐蚀原电池需要以下几个要素： （1）阳极和阳极反应； （2）阴极和阴极反应；
（3）电解质溶液中存在能够吸收电子的氧化剂；
（4）存在电子通道，使阳极反应生成的电子能够流畅流向阴极。 以上几个要素缺一不可。某一环节受阻就会使腐蚀原电池停止工作。 4． 酸性溶液中，金属主要遭受析氢腐蚀。 五、 思考题
1． 原电池与电解池的区别是什么？ 2． 微电池与宏电池的区别是什么？
实验2 原电池的极化
一、 目的
了解有电流通过电池时，电极电位发生变化，阳极电位变正，阴极电位变负。结果使电池的电位差减小。在电池的电阻不变时，使通过电池的电流减小，这种现象叫电池的极化。腐蚀原电池发生极化时，使腐蚀电流减小。人们利用电池的极化特性，尽量加大极化，达到降低腐蚀电流的目的。
若极化前后电池的电阻不变，则有极化后腐蚀电流减小。即 ?Ei?i?Ei?0)?(I?)RR答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html
(Icorr?第 24 页 共 53 页
二、 实验物品
Cu片试样，Zn片试样，3.5%NaCl溶液。 导线，开关，指针式万用表 烧杯等
三、 实验步骤及现象
1． 用砂纸打磨好Zn电极和Cu电极。
2． 将Zn电极和Cu电极分别插入溶液中，用导线接通电流表。同时观察电流表指针的变化。接通电路的瞬间，回路中电流有一最大值，很快电流变小并稳定在一个定值。最大值与稳定值的电流之差可以是几倍乃至几十倍。 四、 现象分析与结论
1． 刚接通回路的瞬间，即电极还未极化时，通过电池的电流为：
?Ei?0R电流表指针偏离较大。由于电流Ii=0流过电池使阴阳极分别产生极化，阳极电位升高，阴极电
Ii?0?位降低。结果使电池电动势减小为ΔEi=i ,此时通过电池的电流降为：
Ii?i??Ei?iR小于原来的 Ii=0 。
2． 电池极化后电流减小到一个稳定值。该电流就是该腐蚀电池的腐蚀速度的度量，它是以溶解金属锌放出电子，供给阴极进行还原反应来实现的。在中性NaCl溶液中，阴极反应为吸氧反应：
- O2 + 2H2O + 4e → 4OH
3． 由于电池的极化可以减小腐蚀速度应想办法增加电池的极化，以减轻腐蚀。 五、 思考题
1． 分析电池是怎样极化的，原因何在？
2. 所有电池的极化都是有益的吗？
实验3 钢在硝酸中的钝化
一、 目的
1． 观察钢在稀HNO3中的活性溶解，了解阳极和阴极反应式。 2． 观察钢在浓HNO3中的钝化，使腐蚀速度降低几个数量级。 3． 了解钝化现象在一定程度上，一定条件下可以保持。 二、 实验物品
钢铁试样若干片，20%、40%、60%的HNO3溶液，塑料绳，烧杯，1MHCl溶液等
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