下表数据是在某高温下,金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化膜的实验记录:
反应时间t/h | 1 | 4 | 9 | 16 | 25 |
MgO层厚Y/nm NiO层厚Y’/nm | 0.05a b | 0.20a 26 | 0.45a 3b | 0.80a 4b | 1.25a 5b |
注:a、b 均为与温度有关的常数
请填空回答:
(1)金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示,其理由是__________________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚Y跟时间t所呈现的关系是_________________(填直线、抛物线、对数或双曲线等类型);MgO氧化膜膜厚Y属_________型,NiO氧化膜膜厚Y’属_______型。
(3)Mg与Ni比较,哪种金属具有更良好的耐氧化腐蚀性?_________________,
其理由是:________________________________________________。
【解析】 金属高温氧化反应,遭到破坏是常见的一种现象。然而,不同的金属形成的氧化膜致密程度不同,它们的耐腐蚀性也不同。化学反应的快慢,既可以用反应物的消耗速率,也可用产物的生成速率来表示,故金属腐蚀速率可以用其氧化膜的生长速率来表示。根据题中表列数据,可导出以下关系式:
MgO膜厚Y与时间t的关系为:Y=0.05at
NiO膜厚Y′与时间t的关系为:Y′=bt1/2
前者为直线型,而后者为抛物线型。这表明Y′随时间t增长要比Y随时间t增长得慢,所以镍的耐高温腐蚀性要比镁的好。
【答案】 (1)反应速率可以用反应物的消耗速率,也可以用产物的生成速率来表示
(2)直线 抛物线
(3)Ni 它的腐蚀速率随时间的增长比镁的慢