Bài 16. Hợp kim - Sự ăn mòn kim loại trang 102, 103 SBT Hóa 12 Chân trời sáng tạo

16.1

Nhúng thanh kim loại Zn vào dung dịch chất nào sau đây thì xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá?

A. KCl.                                   B. HCl.                              C. CuSO₄.                          D. MgCl₂.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ăn mòn điện hóa.

Lời giải chi tiết:

Khi nhúng kim loại Zn vào dung dịch CuSO₄ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa vì có phản ứng tạo ra 2 điện cực:

Zn + CuSO₄ \( \to \)ZnSO₄ + Cu

Đáp án C

16.2

Thí nghiệm nào sau đây không xảy ra ăn mòn điện hoá?

A. Đốt cháy dây sắt trong không khí khô.

B. Cho hợp kim Fe – Cu vào dung dịch CuSO₄.

C. Đặt mẫu gang lâu ngày trong không khí ẩm.

D. Cho kim loại Fe vào dung dịch AgNO₃.

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc xảy ra ăn mòn điện hóa.

Lời giải chi tiết:

Đốt cháy sắt trong không khí khô không đủ điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa vì chỉ có 1 điện cực.

Đáp án A

16.3

Để các hợp kim: Fe – Cu; Fe – C; Zn – Fe; Mg – Fe lâu ngày trong không khí ẩm. Số hợp kim mà trong đó Fe bị ăn mòn điện hoá là

A. 1.                                       B. 2.                                   C. 3.                                   D. 4.

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc xảy ra ăn mòn điện hóa.

Lời giải chi tiết:

Fe – Cu; Fe – C để lâu ngày trong không khí ẩm Fe bị ăn mòn điện hóa.

Đáp án B

16.4

Cho 4 dung dịch riêng biệt: (1) HCl, (2) CuCl₂, (3) FeCl₃, (4) hỗn hợp HCl, CuCl₂. Nhưng một thanh sắt nguyên chất vào mỗi dung dịch nếu trên. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 0.                                       B. 1.                                   C. 2.                                   D. 3.

Phương pháp giải:

Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá:

– Hai kim loại khác nhau về bản chất hoặc giữa kim loại và phi kim.

– Hai điện cực tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp (thông qua dây dẫn).

– Cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.

Lời giải chi tiết:

Phương trình hoá học của phản ứng đối với trường hợp (2) và (4):

Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

Cu sinh ra bám trên Fe, đảm bảo đủ điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá: Hai kim loại khác nhau (Fe, Cu), tiếp xúc trực tiếp và cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.

Đáp án C

16.5

Thực hiện các thí nghiệm sau:

(1) Ngâm lá đồng trong dung dịch AgNO₃.

(2) Ngâm lá kẽm trong dung dịch HCl loãng.

(3) Ngâm lá sắt được cuộn dây đồng trong dung dịch HCI.

(4) Đặt một vật làm bằng gang ngoài không khí ẩm trong nhiều ngày.

(5) Ngâm một miếng đồng vào dung dịch Fe,(SO,),.

Số thí nghiệm xảy ra ăn mòn điện hoá là

A. 1.                                       B. 2.                                   C. 3.                                   D. 4.

Phương pháp giải:

Dựa vào ăn mòn điện hóa.

Lời giải chi tiết:

Thí nghiệm xảy ra ăn mòn điện hoá gồm (1), (4) và (5). Giải thích:

(1) Ngâm lá đồng trong dung dịch AgNO, xảy ra phản ứng theo phương trình hoá học:

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Ag sinh ra bám trên Cu, đảm bảo đủ điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá: Hai kim loại khác nhau (Cu, Ag), tiếp xúc trực tiếp và cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li (dung dịch AgNO,).

(4) Ngâm lá sắt được quấn dây đồng trong dung dịch HCI:

Hai kim loại khác nhau (Cu, Fe), tiếp xúc trực tiếp và cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li (dung dịch HCI).

(5) Đặt một vật làm bằng gang ngoài không khí ẩm trong nhiều ngày: Hai điện cực khác nhau (Fe, C), tiếp xúc trực tiếp và cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li (không khí ẩm).

Đáp án C

16.6

Thực hiện các thí nghiệm sau:

(1) Những sợi dây bạc trong dung dịch HNO₃.

(2) Đốt dây nhôm trong không khí.

(3) Lấy sợi dây đồng quấn quanh đinh sắt rồi nhúng vào dung dịch HCI.

(4) Nhúng thanh kẽm trong dung dịch CuSO₄.

Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 2.                                       B. 3.                                   C. 4.                                   D. 5.

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc xảy ra ăn mòn điện hóa.

Lời giải chi tiết:

(3) và (4) đủ điều kiện

+ hai kim loại khác nhau về bản chất.

+ hai điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch điện li.

Đáp án B

16.7

Thực hiện các thí nghiệm sau:

(1) Thả đinh sắt vào dung dịch HCl.

(2) Thả đinh sắt vào dung dịch FeCl₃.

(3) Thả đinh sắt vào dung dịch Cu(NO₃)₂.

(4) Đốt đinh sắt trong bình kín chứa đầy khí O₂.

(5) Nối một dây nickel với một dây sắt rồi để trong không khí ẩm.

(6) Thả đinh sắt vào dung dịch chứa đồng thời CuSO₄ và H₂SO₄ loãng.

Số thí nghiệm mà sắt bị ăn mòn điện hoá là

A. 2.                                       B. 3.                                   C. 4.                                   D. 5.

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc xảy ra ăn mòn điện hóa.

Lời giải chi tiết:

Đáp án B. Thí nghiệm mà sắt bị ăn mòn điện hoá học gồm (3), (5) và (6).

(1) sắt bị ăn mòn hóa học.

(2) sắt bị ăn mòn hóa học

(4) sắt bị ăn mòn hóa học

(1), (2), (4) không thỏa mãn điều kiện có 2 điện cực khác nhau về bản chất

16.8

Thực hiện các thí nghiệm sau:

(1) Cho khí CO đi qua ống đựng Fe₂O₃ nung nóng.

(2) Ngâm một đinh sắt nguyên chất vào dung dịch H₂SO₄ loãng có nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO₄.

(3) Nhỏ từng giọt dung dịch Fe(NO₃)₂ vào dung dịch AgNO₃.

(4) Đặt một thanh thép trong không khí ẩm.

(5) Ngâm một lá kẽm nguyên chất vào dung dịch CuSO₄.

(6) Quấn hai sợi dây điện làm bằng nhôm và đồng rồi để trong không khí ẩm.

Số trường hợp xảy ra ăn mòn điện hoá là

A. 3.                                       B. 4.                                   C. 5.                                   D. 6.

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc xảy ra ăn mòn điện hóa.

Lời giải chi tiết:

Trường hợp xảy ra ăn mòn điện hoá gồm thí nghiệm (2), (4), (5), (6).

(1), (3) không đủ điều kiện ăn mòn điện hóa, chỉ là sự ăn mòn hóa học.

Đáp án B

16.9

Cho những cặp kim loại sau đây tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li thì kim loại nào sẽ bị ăn mòn điện hoá?

a) Zn - Fe.

b) Sn - Fe.

Giải thích và trình bày cơ chế của sự ăn mòn.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ăn mòn kim loại.

Lời giải chi tiết:

Khi hai kim loại tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li thì tạo ra cặp pin trong đó kim loại nào có tính khử mạnh hơn (thế E° nhỏ hơn) là cực âm của pin và bị ăn mòn.

a) Zn bị ăn mòn:

Cực âm: Zn→ Zn²⁺ + 2e

Cực dương: 2H⁺ + 2e→ H₂

b) Fe bị ăn mòn:

Cực âm:  Fe → Fe²⁺(aq) + 2e

Cực dương:  2H⁺ + 2e → H₂

16.10

Hãy giải thích các trường hợp sau:

a) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn chặt những tấm kẽm vào phần vỏ tàu ngâm trong nước biển.

b) Khi nối một sợi dây điện bằng đồng với một sợi dây điện bằng nhôm thì lâu ngày tại điểm nối bị bong ra.

c) Tôn (sắt tráng kẽm) có thể dùng chế tạo các đồ vật bền với nước còn sắt tây (sắt tráng thiếc) rất chóng hỏng nếu dùng với nước.

d) Khi điều chế hydrogen từ kẽm và dung dịch H₂SO₄ nếu thêm một ít dung dịch CuSO₄ vào dung dịch acid, người ta thấy khí hydrogen thoát ra nhanh hơn.

e) Một vật được làm bằng hợp kim sắt (gang, thép) bị gỉ rất nhanh trong trường hợp bề mặt của vật tiếp xúc nước muối hoặc nước chanh.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức về bảo vệ kim loại, hợp kim.

Lời giải chi tiết:

a) Đây là cách chống ăn mòn bằng phương pháp điện hoá, khi Zn và Fe cùng tiếp xúc với nước biển (dung dịch điện li), Zn sẽ bị ăn mòn trước và bảo vệ cho thành vỏ tàu (xem Bài 16.9a).

b) Không khí ẩm hoà tan CO₂, SO₂, H₂S, ... tạo nên dung dịch điện li (H*) đọng trên chỗ tiếp xúc của hai kim loại tạo ra cặp pin, dẫn đến sự ăn mòn điện hoá xảy ra làm cho điểm nối dễ bị bong ra.

c) Vật làm bằng sắt tây bị ăn mòn nhanh hơn vật làm bằng tôn vì:

– Sắt tây là sắt tráng thiếc. Trong không khí ẩm, sắt đóng vai trò là cực âm và bị ăn mòn.

– Tôn là sắt tráng kẽm. Trong không khí ẩm, kẽm đóng vai trò là cực âm và bị ăn mòn. Khi kẽm bị ăn mòn hết thì sắt sẽ tiếp tục bị ăn mòn (xem cơ chế ăn mòn Bài 16.9).

d) Phương trình hoá học của phản ứng thêm một ít dung dịch CuSO₄ vào dung dịch acid khi điều chế hydrogen từ kẽm và dung dịch H₂SO₄ :

Zn + CuSO₄  → ZnSO₄ + Cu

Đồng tạo ra bám vào kẽm, hai kim loại cùng tiếp xúc với dung dịch acid, tạo ra rất nhiều cặp pin điện hoá, kẽm bị ăn mòn điện hoá tan rất nhanh và H, thoát ra nhanh.

e) Khi bề mặt của vật làm bằng hợp kim sắt tiếp xúc nước muối hoặc nước chanh (là những dung dịch chất điện li mạnh), tạo điều kiện cho quá trình ăn mòn điện hoá xảy ra nhanh