Hóa học 12 Bài 20: Sự ăn mòn kim loại

Hóa 12 Bài 20: Sự ăn mòn kim loại giúp các em học sinh nắm vững được kiến thức về tính chất, phân loại sự ăn mòn kim loại. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Hóa 12 trang 95.

Giải bài tập Hóa 12 bài 20 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn lớp 12 cùng tham khảo tại đây.

Lý thuyết Sự ăn mòn kim loại

I. Khái niệm ăn mòn kim loại

Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh : X → Xⁿ⁺ +ne

II. Phân loại

1. Ăn mòn hóa học

* Điều kiện: Kim loại được đặt trong môi trường có chứa chất OXH mà kim loại có thể tham gia phản ứng thường là chất khí, hơi nước, dung dịch axit

* Đặc điểm: Đối với ăn mòn hóa học, electron mà kim loại nhường đi được chuyển trực tiếp vào môi trường.

VD: Để sắt ngoài không khí sau một thời gian sắt sẽ bị OXH thành gỉ sắt.

2. Ăn mòn điện hóa

Là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện.

* Điều kiện:

• Có 2 điện cực khác nhau về bản chất (kim loại + kim loại; kim loại + phi kim; kim loại hợp chất).
• 2 điện cực phải được tiếp xúc điện với nhau.
• 2 điện cực cùng được tiếp xúc với dung dịch chất điện li (không khí ẩm).

Giải Hóa 12 bài 20 trang 95

Bài 1

Ăn mòn kim loại là gì? Có mấy dạng ăn mòn kim loại? Dạng nào xảy ra phổ biến hơn?

Gợi ý đáp án

Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. Đó là một quá trình hóa học hoặc quá trình điện hóa trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương.

M → Mⁿ⁺ + ne.

Có hai dạng ăn mòn kim loại: Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

Trong hai dạng ăn mòn trên thì ăn mòn điện hóa xảy ra phổ biến hơn.

Bài 2 

Hãy nêu cơ chế của sự ăn mòn điện hóa?

Gợi ý đáp án

Lấy sự ăn mòn sắt làm thí dụ:

Trong không khí ẩm, trên bề mặt của lớp sắt luôn có một lớp nước rất mỏng đã hòa tan O₂ và CO₂ trong khí quyển tạo thành một dung dịch chất điện li.

Sắt và các tạp chất (chủ yếu là cacbon) cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số pin rất nhỏ mà sắt là cực âm và cacbon là cực dương.

Tại cực âm: sắt bị oxi hóa thành ion Fe(2⁺): Fe → Fe²⁺ + 2e

Các electron được giải phóng chuyển dịch đến cực dương.

Tại vùng cực dương: O₂ hòa tan trong nước bị khử thành ion hiđroxit.

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^–

Các ion Fe²⁺ di chuyển từ vùng anot qua dung dịch điện li yếu đến vùng catot và kết hợp với ion OH^– để tạo thành sắt (II) hiđroxit. Sắt (II) hiđroxit tiếp tục bị oxi hóa bởi oxi của không khí thành sắt (III) hiđroxit.

Chất này bị phân hủy thành sắt II oxit.

Bài 3

Nêu tác hại của sự ăn mòn kim loại và cách chống ăn mòn kim loại?

Gợi ý đáp án

Tác hại của ăn mòn kim loại:

Phá hủy kim loại, kim loại bị mất dần các tính chất quý

Thiệt hại về mặt kinh tế : phải thay thế nhiều chi tiết, thiết bị máy móc bị ăn mòn.

+ Cách chóng ăn mòn kim loại:

Cách li kim loại với môi trường: dùng các chất bền vững với môt trường phủ trên bề mặt kim loại như bôi dầu, mỡ, tráng men, …

Dùng phương pháp điện hóa: nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn tạo thành pin điện hóa. Kim loại hoạt động hơn bị ăn mòn, kim loại còn lại được bảo vệ.

Bài 4

Trong hai trường hợp sau đây, trường hợp nào vỏ tàu được bảo vệ?

Vỏ tàu thép được nối với thanh kẽm.

Vỏ tàu thép được nối với thanh đồng.

Gợi ý đáp án

Vỏ tàu thép (Fe) được nối với thanh Zn thì vỏ tàu được bảo vệ vì tính khử Zn > Fe. Fe-Zn tạo thành cặp pin điện hóa trong đó Zn bị ăn mòn còn lại Fe được bảo vệ.

Bài 5

Cho lá Fe kim loại vào:

a. Dung dịch H₂SO₄ loãng

b. Dung dịch H₂SO₄ loãng có một lượng nhỏ CuSO₄. Nêu hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình phản ứng xảy ra trong mỗi trường hợp.

Gợi ý đáp án

a. Cho lá sắt vào dung dịch H₂SO₄ loãng, ban đầu có phản ứng

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Xuất hiện bọt khí hidro, sau một thời gian bọt khí H₂ sinh ra bám trên mặt thanh sắt sẽ ngăn cản không cho thanh sắt tiếp xúc với dung dịch H₂SO₄. Phản ứng dừng lại

b. Cho một lượng nhỏ dung dịch CuSO₄ có phản ứng

CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu ↓

Cu sinh ra bám trên bề mặt thanh sắt hình thành cặp pin điện hóa Fe-Cu. Lúc này xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa trong dung dịch H₂SO₄ loãng

Tính khử : Fe mạnh hơn Cu nên Fe đóng vai trò là cực âm. Cu đóng vai trò là cực dương

Tại cực âm: Fe – 2e → Fe²⁺

Tại cực dương: 2H⁺ + 2e → H₂

Như vậy ta thấy bọt khí H₂ thoát ra ở cực Cu, không ngăn cản Fe phản ứng với H₂SO₄ nên phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn, bọt khí H₂ thoát ra nhiều hơn.

Bài 6 

Một dây phơi quần áo gồm một đoạn dây đồng nối với một đoạn dây thép. Hiện tượng nào xảy ra ở chỗ nối 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.

Gợi ý đáp án

Đáp án A.

Do tinh khử của Fe > Cu. Fe-Cu tạo thành một cặp pin điện hóa trong đó Fe bị ăn mòn trước.