Hướng dẫn giải Ăn mòn điện hoá hoc là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dư[r]
Trang 1
CHUYỂN ĐÈ GIẢI BÀI TẬP VÉ ĐIỆN HÓA VÀ ĂN MÒN KIM LOẠI MÔN HÓA 12 NĂM
HỌC 2021-2022
1 TOM TAT LY THUYET
1.1 Pin điện hóa
a Cau tạo và hoạt động
- Kim loại mạnh làm điện cực âm (anof) và bỊ ăn mòn
- Kim loại có tính khử yếu hơn được bảo vệ
- Cầu muỗi có tác dụng trung hòa dung dịch
b Tính suất điện động của pin điện hóa
Epin = Eeatot— Eanot = Emax - Emin
1.2 An mon kim loai
Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung
quanh Đó là một quá trình hoá học hoặc quá trình điện hoá trong đó kim loại bi ox1 hoá thành 1on dương
M>M”+ne
Có hai kiểu ăn mòn kim loại là ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá
a An mon hoa hoc
Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến
các chất trong môi trường
Máy móc dùng trong các nhà máy hoá chất, những thiết bị của lò đốt, nồi hơi, các chỉ tiết của động
cơ đốt trong bỊ ăn mòn do tác dụng trực tiếp với các hoá chat hoặc với hơi nước ở nhiệt độ cao Nhiệt
độ càng cao, kim loại bị ăn mòn càng nhanh
b Ăn mòn điện hoá
Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất
điện li va tạo nên dòng electron chuyển đời từ cực âm đến cực dương
- Thi nghiệm ăn mòn điện hoá
Nhúng thanh kẽm và thanh đồng không tiếp xúc với nhau vào cốc đựng dung dịch HạSO¿ loãng Nối
thanh kẽm với thanh đồng bằng dây dẫn cho đi qua một vôn kế Kim vôn kế quay, chứng tỏ có dòng điện
chạy qua Thanh Zn bị mòn dân, ở thanh Cu có bọt khí thoát ra
Giải thích : Ở điện cực âm (anot), kẽm bị ăn mòn theo phản ứng :
Zn > Zn** + 2e Ion Zn** di vao dung dich, con electron theo day dan sang dién cuc déng
Ở điện cực dương (catot), ion H” của dung dịch HạSO¿x nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành
phân tử H; thoát ra :
2H* + 2e > Hp
- Cơ chễ ăn mòn điện hóa sắt (hợp kim sắt trong không khí âm)
Lấy sự ăn mòn sắt làm thí dụ Trong không khí ẩm, trên bề mặt của sắt luôn có một lớp nước rất mỏng đã
hoà tan Ô› và khí CO; trong khí quyền, tạo thành một dung dịch chất điện li Sắt và các tạp chất (chủ yêu
là cacbon) cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số pin rất nhỏ mà sắt là anot và cacbon là catot
Tại anot, sắt bị oxi hod thanh ion Fe** : Fe > Fe” + 2e
Trang 2
Các electron được giải phóng chuyền dịch đến catot
Tại vùng catôt, Ô› hoà tan trong nước bị khử thành 1on hidroxit : O2 + 2H2O + 4e 0 4OH"
Các ion Fe” di chuyển từ vùng anot qua dung dịch điện l¡ đến vùng catot và kết hợp với ion OH" để tạo
thành sắt (II) hidroxit Sắt(II) hiđroxit tiếp tục bị oxi hoá bởi oxi của không khí thành sắt (II) hiđroxit,
chất này lại phân huỷ thành sắt II oxit
Gỉ sắt màu đỏ nâu, có thành phần chính là FezOs.xH›O
- Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hoá
+ Các điện cực phải khác chất nhau, có thể là cặp 2 kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại với phi kim
+ Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn
+ Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện l¡
Thiếu một trong ba điều kiện trên sẽ không xảy ra sự ăn mòn điện hoá
Các diều kiện mô tả ở trên chỉ là tuyệt đối hoá, quá trình ăn mòn điện hoá xảy ra trong tự nhiên
1.3 Chống ăn mòn kim loại
Sự ăn mòn kim loại gây tốn thất to lớn cho nền kinh tế quốc dân Hàng năm chúng ta phải sửa chữa, thay
thế nhiều chi tiết của máy móc, thiết bị dùng trong các nhà máy và công trường, các phương tiện giao
thông vận tải,
Mỗi năm, lượng sắt, thép bị gỉ chiếm đến gân 1/4 lượng được sản xuất ra Vì vậy, chống ăn mòn kim loại
là công việc quan trọng cần phải làm thường xuyên đề kéo dài thời gian sử dụng của các máy móc, vật
dụng làm băng kim loại Dưới đây là một vài phương pháp chống ăn mòn kim loại
- Phương pháp bảo vệ bề mặt
Dùng những chất bền vững đối với môi trường để phủ ngoài mặt những đô vật băng kim loại như bôi
dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men Sắt tây là săt được tráng thiếc, tôn là săt được tráng kẽm Các đồ vật
bằng sắt thường được mạ niken hay crom
- Phương pháp điện hoá
Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện hoá và kim loại hoạt động
hơn bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ Thí dụ để bảo vệ vỏ tàu biển làm băng thép và vỏ tàu (phần
chìm dưới nước), ống thép dẫn nước, dẫn dâu, dẫn khí đốt ở dưới đất, người ta lắp vào mặt ngoài của
thép những khói kẽm Kết quả là kẽm bị nước biển hay dung dịch chất điện li ở trong đất ăn mòn thay
cho thép
2 BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1 Ăn mòn kim loại là gì? Có mây dạng ăn mòn kim loại? Dạng nào xảy ra phố biến hơn?
Hướng dẫn giải
- Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung
quanh
- Các dạng ăn mòn kim loại
+ Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá - khứ, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp
các chất trong môi trường
+ Ăn mòn điện hoá hoc là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch
chất điện l¡ và tao nén dong electron chuyển đời từ cực âm đến cực dương
Trang 3
+ Dạng ăn mòn điện hóa học xảy ra phổ biên hơn( vì ăn mòn hóa học xảy ra khi có nhiệt độ cao,
nhưng ăn mòn điện hóa học xảy ra ngay ở nhiệt độ thường
Cau 2 Hay néu co chế của sự ăn mòn điện hoá hoc?
Hướng dẫn giải
Ăn mòn điện hoá hoc là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch
chất điện l¡ và tao nén dong electron chuyển đời từ cực âm đến cực dương
Ví dụ: Nhúng thanh kẽm và đồng vao dung dich H2SO, loãng , nỗi thanh kẽm với thanh đồng Kém bị ăn
mòn, bọt khí H; thoát ra ở thanh Cu
Cực âm (anot) Zn > Zn** + 2e
Cực dương (catot) 2H” + 2e — Hạ†
Câu 3 Trong hai trường hợp sau đây, trường hợp nào vở tàu được bảo vệ? Giải thích?
- Vỏ tàu bằng thép được nói với thanh kẽm
- Vỏ tàu bằng thép được nói với thanh đồng
Hướng dẫn giải
Trường hợp vỏ tàu bằng thép được nôi với thanh kẽm được bảo vệ Do kẽm là kim loại hoạt động hơn
sat, nên khi tạo thành một pIn điện hóa thì kẽm bị ăn mòn
Câu 4 Cho lá sắt vào
a) dung dịch HạSO¿ loãng
b) dung dịch HạSO¿ loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO¿,
Hướng dẫn giải
a) Cho lá sắt vào dung dịch H;SO¿ loãng, thây khí thoát ra và bọt khí bám trên bề mặt thanh sắt; bọt khí
bám trên bề mặt thanh sắt tăng dần làm giảm diện tích tiếp xúc giữa thanh sắt với dung dịch HaSO¿ do đó
khí thoát ra giảm dẫn và ngừng hăn
Fe + HạSO¿ —> FeSO¿x + Hạ
b) Khi cho lá sắt vào dung dịch HzSO¿ loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO¿, đầu tiên xảy ra phản
ứng:
Fe + CuSO, — FeSO, + Cu
Cu tao thanh bam trén bé mat thanh sat duoc nhúng trong dung dịch HạSO¿ loãng nên xảy ra hiện tượng
ăn mòn điện hoá học Lá sắt bị ăn mòn dan, bot khi H> thoat ra 6 Cu
+ Ở điện cực âm, Fe bị ăn mòn theo phản ứng:
Fe > Fe** + 2e
+ Ở điện cực dương, ion H” của dung dịch H;SO¿ nhận electron:
2H”+ 2e — H;
Câu 5 Một dây phơi quân áo gồm một đoạn dây đồng nỗi với một đoạn dây thép Hiện tượng nảo sau
đây xảy ra ở chỗ nói hai đoạn dây khi để lâu ngày?
A Sắt bị ăn mòn
B Đồng bị ăn mòn
C Sắt và đồng đều bị ăn mòn
D Sắt và đồng đều không bị ăn mòn
Hướng dẫn giải
Trang 4
Dap an A
Khi dây đồng với dây thép đề ngoài không khí có hơi nước và khí oxi sẽ tạo thành pin điện hóa Vì sắt
hoạt động hơn đồng nên đóng vai trò là anot và bị ăn mòn trước
3 LUYEN TAP
Câu 1: Só electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IIA 1a
Câu 2: Só electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IA là
Câu 3: Công thức chung của oxit kim loại thuộc nhóm JA 1a
Câu 4: Công thức chung của oxit kim loại thuộc nhóm HA là
Câu 5: Câu hình electron của nguyén tu Na (Z =11) la
A 1972s” 2p” 3s” B 1s”2s” 2p° C 1s2s”2p°3s' D 1s72s”2p” 3s”3p'
Câu 6: Hai kim loại đều thuộc nhóm IIA trong bảng tuân hoàn là
Câu 7: Hai kim loại đều thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn là
Cau 8: Nguyén ttr Fe c6 Z = 26, câu hình e của Fe là
A [Ar ] 3d° 4s” B [Ar ] 4s'3d’ C [Ar] 3d’ 4s" D [Ar ] 4s73d°®
Câu 9: Nguyên tử Cu có Z.= 29, câu hình e của Cu là
A [Ar ] 3d” 4s” B [Ar ] 4s°3d’ C [Ar] 3d’ 4s’ D [Ar ] 4s'3d ”
Câu 10: Nguyên tử Cr có Z.= 24, câu hình e của Cr là
A [Ar ] 3đ° 4s” B [Ar ] 4s73d" C [Ar ] 3d” 4s' D [Ar ] 4s'3d”
Câu 11: Nguyên tử AI có Z.= 13, câu hình e của AI là
A 1972s72p”3s”3p' B 1sZ2s72p 3s C 1s22s22p”3s”3p” D 1s”2s72p”3s”3p”
Câu 12: Cation M” có cấu hình electron lớp ngoài cùng 2s”2p” là
Câu 13: Kim loại nào sau đây có tính dẫn điện tốt nhất trong tất cả các kim loại?
Câu 14: Kim loại nào sau đây dẻo nhất trong tất cả các kim loại?
Câu 15: Kim loại nào sau đây có độ cứng lớn nhất trong tất cả các kim loại?
Câu 16: Kim loại nào sau đây là kim loại mềm nhất trong tất cả các kim loại ?
Câu 17: Kim loại nào sau đây có nhiệt độ nóng chảy cao nhất trong tất cả các kim loại?
C4u 18: Kim loai nao sau day nhe nhat ( có khối lượng riêng nhỏ nhất ) trong tat cả các kim loại ?
Trang 5
Câu 19: Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là
A tính bazơ B tính oxI hóa Œ tính axit D tính khử
Câu 20: Hai kim loại đều phản ứng với dung dịch Cu(NO2); giải phóng kim loại Cu là
A Al và Fe B Fe va Au C Al va Ag D Fe va Ag
Câu 21: Cặp chất không xảy ra phản ứng là
A Fe + Cu(NQ3)p B Cu + AgNOs C Zn + Fe(NO3)p D Ag + Cu(NO3)p
Câu 22: Hai kim loại AI và Cu đều phản ứng được với dung dich
A NaCl loang B H2SO, loang C HNO; loang D NaOH loãng
Câu 23: Kim loại Cu phản ứng được với dung dịch
Cau 24: Dung dich FeSO, va dung dich CuSO¿ đều tác dụng được với
Câu 25: Để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm hai kim loại Cu và Zn, ta có thể đùng một lượng dư dung
dịch
Câu 26: Hai dung dịch đều tác dụng được với Fe là
A CuSO, va HCI B CuSQ, va ZnCl CC HCl va CaCl D MgCl, va FeCl
Cau 27: Cho các kim loại: NI, Fe, Cu, Zn; số kim loại tác dụng với dung dịch Pb(NO2); là
Câu 28: Dung dịch muối nào sau đây tác dụng được với cả Ni và Pb?
Câu 29: Tất cả các kim loại Fe, Zn, Cu, Ag đều tác dụng được với dung dịch
Câu 30: Cho các kim loai: Na, Mg, Fe, Al; kim loai có tính khử mạnh nhất là
Câu 31: Cho phan ting: aAl + BHNO3 ——? cAl(NO3)3 + dNO + eH20
Hệ số a, b, c, d, e la các số nguyên, tôi giản Tổng (a+b) bằng
Cau 32: Day nao sau day chỉ gồm các chất vừa tác dụng được với dung dịch HCI, vừa tác dụng được với
dung dich AgNO; ?
A Zn, Cu, Mg B Al, Fe, CuO C Fe, Ni, Sn D Hg, Na, Ca
Câu 33: Cho phản ứng hóa học: Fe + CuSO4 —> FeSO4 + Cu Trong phản ứng trên xảy ra
A sự khử Fe”” và sự oxi hóa Cu B sự khử Fe”” và sự khử Cu”
Œ sự oxI hóa Fe và sự oxI hóa Cu D su oxi hoa Fe va su khử Cu",
Câu 34: Cặp chất không xảy ra phản ứng hoá học là
A Cu + dung dich FeCl3 B Fe + dung dich HCl
C Fe + dung dich FeCl3 D Cu + dung dich FeCl2
Cau 35: Cho kim loại M tác dụng với Clạ được muối X; cho kim loại M tác dụng với dung dịch HCl
được muối Y Nếu cho kim loại M tác dụng với dung dịch muối X ta cũng được muối Y Kim loại M có
thê là
Trang 6
Câu 36: Để khử ion Cu”” trong dung dịch CuSO¿ có thể dùng kim loại
Câu 37: Để khử ion Fe”” trong dung dịch thành ion Fe” có thể dùng một lượng du
A Kim loại Mg B Kim loại Ba C Kim loại Cu D Kim loại Ag
Câu 38: Thứ tự một số cặp oxi hóa - khử trong dãy điện hóa như sau : Fe/Fe; Cu/Cu; Fe”/Fe”” Cặp
chất không phản ứng với nhau là
A Cu va dung dich FeCl; B Fe và dung dịch CuC]›
Œ Fe và dung dịch FeC]a D dung dich FeCl, va dung dich CuCl)
Cau 39: X 1a kim loai phan tmg duoc véi dung dich H2SOy, loãng, Y là kim loại tác dụng được với dung
dich Fe(NO3)3 Hai kim loai X, Y 14n lượt là (biết thứ tự trong day thé dién hod: Fe3*/Fe~* dimg trudc
Ag’/Ag)
Câu 40: Dãy gồm các kim loại được xếp theo thứ tự tính khử tăng dân từ trái sang phải là
A Mg, Fe, AI B Fe, Mg, Al C Fe, Al, Mg D Al, Mg, Fe
Câu 41: Dãy gồm các kim loại đều phản ứng với nước ở nhiệt độ thường tạo ra dung dịch có môi trường
kiểm là
A Na, Ba, K B Be, Na, Ca C Na, Fe, K D Na, Cr, K
Câu 42: Trong dung dịch CuSÖx, ion Cu” không bị khử bởi kim loại
Cau 43: Cho day cac kim loai: Fe, Na, K, Ca Số kim loại trong dãy tác dụng được với nước ở nhiệt độ
thường là
Cau 44: Kim loai phan tmg được với dung dịch HaSŠO¿ loãng là
Cau 45: Cho day cac kim loai: Na, Cu, Fe, Ag, Zn Số kim loại trong dãy phản ứng được với dung dịch
HCI là
Câu 46: Đồng (Cu) tác dụng được với dung dịch
A H2SO4 đặc, nóng B H2SO4 loãng C FeSO4 D HCI
Cau 47: Cho day cac kim loai: Na, Cu, Fe, Zn Số kim loại trong dãy phản ứng được với ddịch HCI là
Cau 48: Cho dãy các kim loại: K, Mg, Na, AI Kim loại có tính khử mạnh nhất trong dãy là
Câu 49: Một số hoá chất được để trên ngăn tủ có khung bang kim loai Sau 1 thdi gian, ngudi ta thay
khung kim loại bị gỉ Hoá chất nào dưới đây có khả năng sây ra hiện tượng trên?
A Ancol etylic B Dây nhôm C Dau hoa D Axit clohydric
Câu 50: Biết rằng ion Pb” trong dung dịch oxi hóa được Sn Khi nhúng hai thanh kim loại Pb và Sn
được nối với nhau bằng dây dẫn điện vào một dung dịch chất điện li thì
A ca Pb va Sn déu bi 4n mòn điện hoá B ca Pb va Sn déu khong bi 4n mon điện hoá.
Trang 7
Œ chỉ có Pb bị ăn mòn điện hoá D chỉ có Šn bị ăn mòn điện hoá
Câu 51: Cho các cặp kim loại nguyên chất tiếp xúc trực tiếp với nhau : Fe và Pb; Fe và Zn; Fe và Šn; Fe
và Ni Khi nhúng các cặp kim loại trên vào dung dịch axit, số cặp kim loại trong đó Fe bị phá hủy trước
là
Câu 52: Khi để lâu trong không khí âm một vật bằng sắt tây (sắt tráng thiếc) bị sây sát sâu tới lớp sắt bên
trong, sẽ xảy ra quá trình:
A Sn bị ăn mòn điện hóa B Fe bị ăn mòn điện hóa
Œ Fe bị ăn mòn hóa học D Sn bi 4n mon hóa học
Câu 53: Đề bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép người ta thường gắn vào vỏ tàu (phần ngâm dưới nước)
những tâm kim loại
Câu 54: Có 4 dung dịch riêng biệt: a) HCI, b) CuCl2, c) FeCl3, d) HCl c6 lan CuCl2 Nhúng vào mỗi
dung dịch một thanh Fe nguyên chất Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là
Câu 55: Cho các hợp kim sau: Cu-Fe (J); Zn-Fe (ID; Fe-C (HH); Sn-Fe (IV) Khi tiếp xúc với dung dịch
chất điện li thì các hợp kim mà trong đó Fe đều bị ăn mòn trước là:
A I, II va III B 1, Uva Iv C I, UI va IV D II, II và IV
Trang 8
HOC 247 -
Vững vàng nên tẳng, Khoai sáng tương lai
Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,
giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên
danh tiếng
I Luyén Thi Online
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi — Tiết kiệm 90%
- Luyén thi DH, THPT QG: Doi ngi GV Gidi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh
tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học
và Sinh Học
- Luyén thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán
các trường PEUNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các
trường Chuyên khác cùng TS.Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo va Thay
Nguyễn Duc Tan
II Khoa Hoc Nang Cao va HSG
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
- Toan Nang Cao THCS: Cung cap chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em
HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và
đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
- — Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ
Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, II, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá
Khánh Trình, TS Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ
Quốc Bá Cần cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
II Kênh học tập miễn phí
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bai giảng miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12
tất cả các môn học với nội dung bài giảng chỉ tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí,
kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- — HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa
đề thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học
và Tiếng Anh.