Giải bài tập SBT Hóa 12 Bài 20: Sự ăn mòn kim loại

Sự ăn mòn kim loại không phải là

A. sự khử kim loại.

B. sự oxi hoá kim loại.

C. sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường.

D. sự biến đơn chất kim loại thành hợp chất.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần ghi nhớ: Sự ăn mòn kim loại không phải là sự khử kim loại.

Hướng dẫn giải

Sự ăn mòn kim loại không phải là sự khử kim loại.

=> Chọn A.

Đinh sắt bị ăn mòn nhanh nhất trong trường hợp nào sau đây ?

A. Ngâm trong dung dịch HCl.

B.  Ngâm trong dung dịch HgSO₄.

C. Ngâm trong dung dịch H₂SO₄ loãng.

D. Ngâm trong dung dịch H₂SO₄ loãng có nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO₄.

Phương pháp giải

Đinh sắt bị ăn mòn nhanh nhất trong trường hợp ngâm trong dung dịch H₂SO₄ loãng có nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO₄.

Hướng dẫn giải

Ngâm trong dung dịch H₂SO₄ loãng có nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO₄ có hiện tượng ăn mòn điện hóa

=>Đinh sắt bị ăn mòn nhanh nhất

=> Chọn D.

Sắt tây là sắt tráng thiếc. Nếu lớp thiếc bị xước sâu tới lớp sắt thì kim loại bị ăn mòn trước là

A. thiếc.

B. sắt.

C. cả hai đều bị ăn mòn như nhau.

D. không kim loại nào bị ăn mòn.

Phương pháp giải

Dựa vào độ hoạt động của sắt và thiếc để xác định kim loại bị ăn mòn trước nếu lớp thiếc bị xước sâu tới lớp sắt.

Hướng dẫn giải

Sắt bị ăn mòn trước do sắt hoạt động hóa học mạnh hơn thiếc.

=> Chọn B.

Sau một ngày lao động, người ta phải làm vệ sinh bề mặt kim loại của các thiết bị máy móc, dụng cụ lao động. Việc làm này có mục đích chính là

A. Để kim loại sáng bóng đẹp mắt.

B. Để không gây ô nhiễm môi trường.

C. Để không làm bẩn quần áo khi lao động.

D. Để kim loại đỡ bị ăn mòn.

Phương pháp giải

Cần xác định mục đích của việc vệ sinh bề mặt kim loại của các thiết bị máy móc, dụng cụ lao động để chọn đáp án phù hợp.

Hướng dẫn giải

Sau một ngày lao động, người ta phải làm vệ sinh bề mặt kim loại của các thiết bị máy móc, dụng cụ lao động. Việc làm này có mục đích chính là giúp bề mặt sơn bám dính chặt hơn, loại bỏ mầm mống rỉ sét sạch sẽ  => để kim loại đỡ bị ăn mòn.

=> Chọn D.

Một số hoá chất được để trên ngăn tủ có khung bằng kim loại. Sau một thời gian, người ta thấy khung kim loại bị gỉ. Hoá chất nào dưới đây có khả năng gây ra hiện tượng trên ?

A. Ancol etylic (etanol)         

B. Dây nhôm

C. Dầu hoả                          

D.  Axit clohiđric

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần ghi nhớ axit clohiđric là chất có tính oxi hóa nên người ta thấy khung kim loại bị gỉ.

Hướng dẫn giải

Một số hoá chất được để trên ngăn tủ có khung bằng kim loại. Sau một thời gian, người ta thấy khung kim loại bị gỉ do axit clohiđric là chất có tính oxi hóa

=> Chọn D.

Sự phá huỷ kim loại hay hợp kim do kim loại tác dụng trực tiếp với các chất oxi hoá trong môi trường được gọi là

A. sự khử kim loại.              

B. sự tác dụng của kim loại với nước.

C. sự ăn mòn hoá học.         

D. sự ăn mòn điện hoá học.

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết bài sự ăn mòn kim loại để xác định quá trình của sự phá huỷ kim loại hay hợp kim do kim loại tác dụng trực tiếp với các chất oxi hoá trong môi trường.

Hướng dẫn giải

Sự phá huỷ kim loại hay hợp kim do kim loại tác dụng trực tiếp với các chất oxi hoá trong môi trường được gọi là sự ăn mòn hoá học

=> Chọn C.

Trong khí quyển có các khí sau : O₂, Ar, CO₂, H₂O, N₂. Những khí nào là nguyên nhân gây ra ăn mòn kim loại ?

A.O₂ và H₂O.                                  

B. CO₂ và H₂O.

C. O₂ và N₂                                     

D.Phương án A hoặc B.

Phương pháp giải

Cần nắm rõ các khí  là nguyên nhân gây ra ăn mòn kim loại để chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

O₂ và H₂O, CO₂ và H₂O là những khí là nguyên nhân gây ra ăn mòn điện hóa

=> Chọn D.

Cho 4 cặp kim loại nguyên chất tiếp xúc trực tiếp với nhau :

(1) Fe và Pb ;                 (2) Fe và Zn ;

(3) Fe và Sn ;                 (4) Fe và Ni.

Khi nhúng các cặp kim loại trên vào dung dịch axit, số cặp kim loại trong đó Fe bị phá huỷ trước là

A.1.                           B. 2.                    

C.3.                           D. 4.

Phương pháp giải

Cần nắm rõ bản chất của quá trình ăn mòn kim loại để xác định số cặp kim loại trong đó Fe bị phá huỷ trước khi nhúng các cặp kim loại trên vào dung dịch axit.

Hướng dẫn giải

Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Pb (điện cực dương)  không bị ăn mòn

Zn (điện cực âm) bị ăn mòn, Fe (điện cực dương) không bị ăn mòn.

Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Sn (điện cực dương) không bị ăn mòn.

Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Pb (điện cực dương)  không bị ăn mòn.

=> Chọn C.

Người ta dự định dùng một số phương pháp chống ăn mòn kim loại sau :

1. Cách li kim loại với môi trường xung quanh.

2. Dùng hợp kim chống gỉ

3. Dùng chất kìm hãm.

4. Ngâm kim loại trong H₂O.

5. Dùng phương pháp điện hoá.

Phương pháp đúng là

A. 1,3, 4, 5.                                          

B. 1,2, 3,4.

C. 2, 3, 4, 5.                                          

D. 1,2, 3, 5

Phương pháp giải

Cần nắm rõ phương pháp chống ăn mòn kim loại để xác định các phương pháp đúng trong các phương pháp đã cho.

Hướng dẫn giải

Một số phương pháp chống ăn mòn kim loại là  cách li kim loại với môi trường xung quanh, dùng hợp kim chống gỉ, dùng chất kìm hãm, dùng phương pháp điện hoá.

=> Chọn D.

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về ăn mòn hoá học ?

A. Ăn mòn hoá học làm phát sinh dòng điện một chiều.

B. Kim loại tinh khiết sẽ không bị ăn mòn hoá học.

C. Về bản chất, ăn mòn hóa học cũng là một dạng của ăn mòn điện hoá.

D. Ăn mòn hoá học không làm phát sinh dòng điện.

Phương pháp giải

Cần nắm rõ bản chất của quá trình ăn mòn kim loại để chọn đáp án thích hợp.

Hướng dẫn giải

Ăn mòn hoá học không làm phát sinh dòng điện.

=> Chọn D.

Để bảo vệ tàu biển làm bằng thép (phần chìm dưới nước biển), ống thép dẫn nước, dẫn dầu, dẫn khí đốt ngầm dưới đất, người ta gắn vào mặt ngoài của thép những tấm Zn. Người ta đã bảo vệ thép khỏi sự ăn mòn bằng cách nào cho dưới đây ?

A. Cách li kim loại với môi trường.

B. Dùng phương pháp điện hoá.

C. Dùng Zn là chất chống ăn mòn

D. Dùng Zn là kim loại không gỉ.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần ghi nhớ bảo vệ thép khỏi sự ăn mòn bằng cách dùng phương pháp điện hoá.

Hướng dẫn giải

Để bảo vệ tàu biển làm bằng thép (phần chìm dưới nước biển), ống thép dẫn nước, dẫn dầu, dẫn khí đốt ngầm dưới đất, người ta gắn vào mặt ngoài của thép những tấm Zn xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa do kẽm bị ăn mòn trước.

=> Chọn B.

Một sợi dây phơi quần áo bằng Cu được nối với một đoạn dây Al. Trong không khí ẩm, ở chỗ nối của hai kim loại đã xảy ra hiện tượng nào sau đây ?

A. Chỗ nối hai kim loại Al - Cu trong không khí ẩm xảy ra hiên tượng ăn mòn điện hoá. Kim loại Al là cực dương, bị ăn mòn.

B. Chỗ nối 2 kim loại Al - Cu trong không khí ẩm xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá. Kim loại Al là cực âm, bị ăn mòn.

C. Do kim loại Al đã tạo thành lớp oxit bảo vệ nên trong không khí ẩm không có ảnh hưởng đến độ bền của dây Al nối với Cu.

D. Không có hiện tượng hoá học nào xảy ra tại chỗ nối 2 kim loại Al - Cu trong không khí ẩm.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần xác định hiện tượng ở chỗ nối 2 kim loại Al - Cu trong không khí ẩm.

Hướng dẫn giải

Chỗ nối 2 kim loại Al - Cu trong không khí ẩm xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá. Kim loại Al là cực âm, bị ăn mòn.

=> Chọn B.

Để bảo vệ những vật bằng Fe khỏi bị ăn mòn, người ta tráng hoặc mạ lên những vật đó lớp Zn. Làm như vậy là để chống ăn mòn theo phương pháp nào sau đây ?

A. Bảo vệ bề mặt.                           

B. Bảo vệ điện hoá.

C. Dùng chất kìm hãm.                  

D. Dùng hợp kim chống gỉ.

Phương pháp giải

Cần nắm rõ tên phương pháp bảo vệ những vật bằng Fe khỏi bị ăn mòn, người ta tráng hoặc mạ lên những vật đó lớp Zn.

Hướng dẫn giải

Để bảo vệ những vật bằng Fe khỏi bị ăn mòn, người ta tráng hoặc mạ lên những vật đó lớp Zn. Làm như vậy là để chống ăn mòn theo phương pháp bảo vệ bề mặt.

=> Chọn A.

So sánh sự ăn mòn hoá học với sự ăn mòn điện hoá học. 

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết bài sự ăn mòn kim loại để tìm ra sự khác nhau giữa sự ăn mòn hoá học với sự ăn mòn điện hoá học. 

Hướng dẫn giải

Ăn mòn hóa học:

- Điều kiện xảy ra ăn mòn: Thường xảy ra ở những thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxi

- Cơ chế của sự ăn mòn: Thiết bị bằng Fe tiếp xúc với hơi nước, khí oxi thường xảy ra phản ứng:

3Fe + 4H₂O  → Fe₃O₄ + 4H₂↑

3Fe + 2O₂   →  Fe₃O₄

- Bản chất của sự ăn mòn: Là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các e của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường, ăn mòn xảy ra chậm

Ăn mòn điện hóa:

- Điều kiện xảy ra ăn mòn: 

+ Các điện cực phải khác nhau, có thể là cặp hai kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại - phi kim hoặc cặp kim loại - hợp chất hóa học (như Fe₃C). Trong đó kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn sẽ là cực âm.

+ Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn, các điện cực phải tiếp xúc với dung dịch chất điện li.

- Cơ chế của sự ăn mòn: 

+ Sự ăn mòn điện hóa một vật bằng gang (hợp kim Fe- C) (hoặc thép) trong môi trường không khí ẩm có hòa tan khí CO₂, SO₂, O₂... sẽ tạo ra một lớp dung dịch điện li phủ bên ngoài kim loại.

+ Tinh thế Fe (cực âm), tinh thể C là cực dương.

Ở cực dương: xảy ra phản ứng khử:

2H⁺ + 2e → H₂ ;

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-

Ở cực âm: xảy ra phản ứng oxi hóa: 
Fe → Fe²⁺ + 2e

Những Fe²⁺ tan vào dung dịch chứa oxi → Fe³⁺ và cuối cùng tạo gỉ sắt có thành phần Fe₂O₃.nH₂O

- Bản chất của sự ăn mòn:

Là sự ăn mòn kim loại do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện.
Mòn điện hóa xảy ra nhanh hơn ăn mòn hóa học.

Hãy nêu những phương pháp thường được áp dụng để chống ăn mòn kim loại. Cơ sở khoa học của mỗi phương pháp đó.

Phương pháp giải

Cần nắm rõ cơ sở khoa học của phương pháp bảo vệ bề mặt và phương pháp điện hóa để trả lời.

Hướng dẫn giải

Khi điều chế hiđro từ kẽm và dung dịch H₂SO₄ loãng, nếu thêm một vài giọt dung dịch CuSO₄ vào dung dịch axit thì thấy H₂ thoát ra nhanh hơn hẳn. Hãy giải thích hiện tượng trên.

Phương pháp giải

Dựa vào việc hình thành một pin điện giữa các cực là Cu và Zn có sự dịch chuyển các dòng e trong dung dịch để giải thích hiện tượng trên.

Hướng dẫn giải

Khi nhỏ thêm vào một ít dung dịch CuSO₄ lập tức xảy ra phản ứng

Zn + CuSO₄→ ZnSO₄ + Cu 

Trong dung dịch hình thành một pin điện giữa các cực là Cu và Zn có sự dịch chuyển các dòng e trong dung dịch.

ion H⁺ trong dung dịch nhận các e đó và thoát ra dưới dạng khí và tốc độ pư nhanh hơn.

Vì sao khi nối một sợi dây điện bằng đồng với một sợi dây điện bằng nhôm thì chỗ nối mau trở nên kém tiếp xúc.

Phương pháp giải

Dựa vào bản chất của hiện tượng "ăn mòn điện hoá" để giải thích vì sao khi nối một sợi dây điện bằng đồng với một sợi dây điện bằng nhôm thì chỗ nối mau trở nên kém tiếp xúc.

Hướng dẫn giải

Khi đồng và nhôm tiếp xúc trực tiếp nhau 1 thời gian thì tại điểm tiếp xúc ấy xảy ra hiện tượng "ăn mòn điện hoá". Hiện tượng này làm phát sinh một chất có điện trở lớn, làm giảm dòng điện đi qua dây. 

Một hợp kim có cấu tạo tinh thể hỗn hợp Cu - Zn để trong không khí ẩm. Hãy cho biết hợp kim bị ăn mòn hoá học hay điện hoá học.

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết bài sự ăn mòn kim loại để xác định hợp kim  Cu - Zn bị ăn mòn hoá học hay điện hoá học.

Hướng dẫn giải

Hợp kim bị ăn mòn điện hoá học.

Zn là điện cực âm, bị ăn mòn. Cu là điện cực dương không bị ăn mòn.

Có những cặp kim loại sau đây tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch điện li :

a) Al - Fe ; b) Cu - Fe ; c) Fe - Sn.

Cho biết kim loại nào trong mỗi cặp sẽ bị ăn mòn điện hoá học.

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết bài sự ăn mòn kim loại để xác định kim loại nào trong mỗi cặp kim loại trên sẽ bị ăn mòn điện hoá học.

Hướng dẫn giải

a) Al (điện cực âm) bị ăn mòn, Fe (điện cực dương) không bị ăn mòn

b)Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Cu (điện cực dương) không bị ăn mòn.

c)Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Sn (điện cực dương) không bị ăn mòn.

Ở những vết sây sát của vật làm bằng sắt tráng kẽm sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá học.

Có một vật làm bằng sắt tráng kẽm (tôn), nếu trên bề mặt vật đó có vết sây sát sâu tới lớp sắt bên trong thì hiện tượng gì sẽ xảy ra khi vật đó tiếp xúc với không khí ẩm.

Phương pháp giải

Cần xác định rõ hiện tượng khi trên bề mặt vật đó có vết sây sát sâu tới lớp sắt bên trong ở một vật làm bằng sắt tráng kẽm (tôn).

Hướng dẫn giải

Có một vật làm bằng sắt tráng kẽm (tôn), nếu trên bề mặt vật đó có vết sây sát sâu tới lớp sắt bên trong thì khi vật đó tiếp xúc với không khí ẩm thì sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa.

Ngâm 9 g hợp kim Cu - Zn trong dung dịch axit HCl dư thu được 896 ml khí H₂ (đktc). Hãy xác định thành phần phần trăm khối lượng của hợp kim.

Phương pháp giải

- Viết phương trình hóa học xảy ra 

- Số mol khí => số mol Zn=> khối lượng Zn

=> % khối lượng từng kim loại

Hướng dẫn giải

Zn + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂

n_Zn =n _H2=0,896/22,4 = 0,04 (mol)

=> m_Zn = 0,04.65 = 2,6 (g) 

% m_Zn = 2,6/9.100 = 28,89%

%m_Cu = 71,11%