Lớp 12

Chuyên đề giải bài tập về điện hóa và ăn mòn kim loại môn Hóa 12 năm học 2021-2022

HOC247 xin giới thiệu đến các em nội dung tài liệu Chuyên đề giải bài tập về điện hóa và ăn mòn kim loại môn Hóa 12 năm học 2021-2022 bao gồm phần phương pháp giải và các bài tập vận dụng có đáp án sẽ giúp các em ôn tập và củng cố kiến thức về âm học trong chương trình Vật lý 7. Mời các em cùng tham khảo!

1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1.1. Pin điện hóa

a. Cấu tạo và hoạt động

Kim loại mạnh làm điện cực âm (anot) và bị ăn mòn.

– Kim loại có tính khử yếu hơn được bảo vệ.

– Cầu muối có tác dụng trung hòa dung dịch­­­­

b. Tính suất điện động của pin điện hóa

Epin  = Ecatot – Eanot = Emax  – Emin

1.2. Ăn mòn kim loại

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 bị oxi hoá thành ion dương.

M → Mn+ + ne

Có hai kiểu ăn mòn kim loại là ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá.

a. Ăn mòn hoá học

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 chi tiết của động cơ đốt trong bị ăn mòn do tác dụng trực tiếp với các hoá chất 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 và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.

 Thí nghiệm ăn mòn điện hoá

Nhúng thanh kẽm và thanh đồng không tiếp xúc với nhau vào cốc đựng dung dịch H2SO4 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 dần, ở thanh Cu có bọt khí thoát ra.

Giải thích : Ở điện cực âm (anot), kẽm bị ăn mòn theo phản ứng :

Zn → Zn2+ + 2e

Ion Zn2+ đi vào dung dịch, còn electron theo dây dẫn sang điện cực đồng.

Ở điện cực dương (catot), ion H+ của dung dịch H2SO4 nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành phân tử H2 thoát ra 

2H+ + 2e → H2

– Cơ chế ăn mòn điện hóa sắt (hợp kim sắt trong không khí ẩm)

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 O2 và khí 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 anot và cacbon là catot.

Tại anot, sắt bị oxi hoá thành ion Fe2+ :  Fe → Fe2+ + 2e

Các electron được giải phóng chuyển dịch đến catot.

Tại vùng catôt, O2 hoà 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 đến vùng catot và kết hợp với ion OH để tạo thành sắt (II) hiđroxit. Sắt(II) hiđroxit tiếp tục bị oxi hoá bởi oxi của không khí thành sắt (III) hiđroxit, chất này lại phân huỷ thành sắt II oxit.

Gỉ sắt màu đỏ nâu, có thành phần chính là Fe2O3.xH2O.

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 li.

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 tổn 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 gần 1/4 lượng được sản xuất ra. Vì vậy, chống ăn mòn kim loại là công việc quan trọng cần phải làm thường xuyên để kéo dài thời gian sử dụng của các máy móc, vật dụng làm bằng 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 đồ vật bằng kim loại như bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men,… Sắt tây là sắt được tráng thiếc, tôn là sắt 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 bằng thép và vỏ tàu (phần chìm dưới nước), ống thép dẫn nước, dẫn dầu, dẫn khí đốt ở dưới đất, người ta lắp vào mặt ngoài của thép những khối 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 mấy dạng ăn mòn kim loại? Dạng nào xảy ra phổ 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 – khử, 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 li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương

+ 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

Câu 2. Hãy nêu cơ chế của sự ăn mòn điện hoá học?

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 dương

Ví dụ: Nhúng thanh kẽm và đồng vào dung dịch H2SO4 loãng , nối thanh kẽm với thanh đồng. Kẽm bị ăn mòn, bọt khí H2 thoát ra ở thanh Cu.

Cực âm (anot) Zn → Zn2+  +  2e

Cực dương (catot) 2H+ + 2e → H2

Câu 3. Trong hai trường hợp sau đây, trường hợp nào vở tàu được bảo vệ? Giải thích?

– Vỏ tàu bằng thép được nối với thanh kẽm.

– Vỏ tàu bằng thép được nối với thanh đồng.

Hướng dẫn giải

Trường hợp vỏ tàu bằng thép được nối với thanh kẽm được bảo vệ. Do kẽm là kim loại hoạt động hơn sắt, nên khi tạo thành một pin điện hóa thì kẽm bị ăn mòn.

Câu 4. Cho lá sắt vào

a) dung dịch H2SO4 loãng.

b) dung dịch H2SO4 loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO4.

Hướng dẫn giải

a) Cho lá sắt vào dung dịch H2SO4 loãng, thấy 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 H2SO4 do đó khí thoát ra giảm dần và ngừng hẳn.

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

b) Khi cho lá sắt vào dung dịch H2SO4 loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO4, đầu tiên xảy ra phản ứng:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Cu tạo thành bám trên bề mặt thanh sắt được nhúng trong dung dịch H2SOloãng nên xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá học. Lá sắt bị ăn mòn dần, bọt khí H2 thoát ra ở Cu

+ Ở điện cực âm, Fe bị ăn mòn theo phản ứng:

 Fe → Fe2+ + 2e

+ Ở điện cực dương, ion H+ của dung dịch H2SO4 nhận electron:

 2H+ + 2e → H2

Câu 5. Một dây phơi quần áo gồm một đoạn dây đồng nối với một đoạn dây thép. Hiện tượng nào sau đây 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Khi dây đồng với dây thép để 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. LUYỆN TẬP

Câu 1: Số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IIA là

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

Câu 2: Số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IA là

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

Câu 3: Công thức chung của oxit kim loại thuộc nhóm IA là

A. R2O3.                                 B. RO2.                         C. R2O.                         D. RO.

Câu 4: Công thức chung của oxit kim loại thuộc nhóm IIA là

A. R2O3.                                 B. RO2.                         C. R2O.                         D. RO.

Câu 5: Cấu hình electron của nguyên tử Na (Z =11) là

A. 1s22s2 2p6 3s2.                    B. 1s22s2 2p6.                 C. 1s22s22p63s1.            D. 1s22s22p6 3s23p1.

Câu 6: Hai kim loại đều thuộc nhóm IIA trong bảng tuần hoàn là

A. Sr, K.                                 B. Na, Ba.                     C. Be, Al.                     D. Ca, Ba.

Câu 7: Hai kim loại đều thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn là

A. Sr, K.                                 B. Na, K.                      C. Be, Al.                     D. Ca, Ba.

Câu 8: Nguyên tử Fe có Z = 26, cấu hình e của Fe là

A. [Ar ] 3d6 4s2.                             B. [Ar ] 4s13d7.             C. [Ar ] 3d7 4s1.                D. [Ar ] 4s23d6.

Câu 9: Nguyên tử Cu có Z = 29, cấu hình e của Cu là

A. [Ar ] 3d9 4s2.                             B. [Ar ] 4s23d9.             C. [Ar ] 3d10 4s1.              D. [Ar ] 4s13d10.

Câu 10: Nguyên tử Cr có Z = 24, cấu hình e của Cr là

A. [Ar ]  3d4 4s2.                            B. [Ar ] 4s23d4.             C. [Ar ] 3d5 4s1.                D. [Ar ] 4s13d5.

Câu 11: Nguyên tử Al có Z = 13, cấu hình e của Al là

A. 1s22s22p63s23p1.                      B. 1s22s22p63s3.             C. 1s22s22p63s23p3.         D. 1s22s22p63s23p2.

Câu 12: Cation M+ có cấu hình electron lớp ngoài cùng 2s22p6

A. Rb+.                                   B. Na+.                          C. Li+.                           D. K+.

Câu 13: Kim loại nào sau đây có tính dẫn điện tốt nhất trong tất cả các kim loại?

A. Vàng.                                 B. Bạc.                          C. Đồng.                       D. Nhôm.

Câu 14: Kim loại nào sau đây dẻo nhất trong tất cả các kim loại?

 A. Vàng.                                B. Bạc.                          C. Đồng.                       D. Nhôm.

Câu 15: Kim loại nào sau đây có độ cứng lớn nhất trong tất cả các kim loại?

A. Vonfam.                            B. Crom                        C. Sắt                            D. Đồng

Câu 16: Kim loại nào sau đây là kim loại mềm nhất trong tất cả các kim loại ?

A. Liti.                                    B. Xesi.                         C. Natri.                        D. Kali.

Câu 17: Kim loại nào sau đây có nhiệt độ nóng chảy cao nhất trong tất cả các kim loại?

A. Vonfam.                            B. Sắt.                           C. Đồng.                       D. Kẽm.

Câu 18: Kim loại nào sau đây nhẹ nhất ( có khối lượng riêng nhỏ nhất ) trong tất cả các kim loại ?

A. Natri                                  B. Liti                           C. Kali                          D. Rubidi

Câu 19: Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là

A. tính bazơ.                          B. tính oxi hóa.             C. tính axit.                   D. tính khử.

Câu 20: Hai kim loại đều phản ứng với dung dịch Cu(NO3)2 giải phóng kim loại Cu là

A. Al và Fe.                            B. Fe và Au.                 C. Al và Ag.                 D. Fe và Ag.

Câu 21: Cặp chất không xảy ra phản ứng là

A. Fe + Cu(NO3)2.                 B. Cu + AgNO3.           C. Zn + Fe(NO3)2.        D. Ag + Cu(NO3)2.

Câu 22: Hai kim loại Al và Cu đều phản ứng được với dung dịch

A. NaCl loãng.                       B. H2SO4 loãng.            C. HNO3 loãng.            D. NaOH loãng

Câu 23: Kim loại Cu phản ứng được với dung dịch

A. FeSO4.                               B. AgNO3.                    C. KNO3.                      D. HCl.

Câu 24: Dung dịch FeSO4 và dung dịch CuSO4 đều tác dụng được với

A. Ag.                                    B. Fe.                            C. Cu.                           D. Zn.

Câu 25: Để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm hai kim loại Cu và Zn, ta có thể dùng một lượng dư dung dịch

A. HCl.                                   B. AlCl3.                       C. AgNO3.                    D. CuSO4.

 

Trên đây là phần trích đoạn nội dung tài liệu Chuyên đề giải bài tập về điện hóa và ăn mòn kim loại môn Hóa 12 năm học 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Các em có thể tham khảo thêm nội dung các dạng bài tập khác tại đây:

  • Phương pháp giải bài tập về Sắt và hợp chất của Săt môn Hóa học 12 năm 2021-2022
  • Phương pháp giải bài tập về tính chất hóa học của Crom, Đồng và hợp chất môn Hóa học 12 năm 2021-2022
  • Phương pháp giải bài tập về tính chất của kim loại kiềm, kiềm thổ và hợp chất của chúng môn Hóa học 12 năm 2021-2022

Đỗ Thủy

Tôi là Đỗ Thủy đam mê sáng tạo viết Blog hàng ngày là những công việc mà tôi đang làm nó thực sự là những gì tôi yêu thích hãy theo dõi tôi để có những kiến thức bổ ích về xã hội ,cộng đồng và học tập.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button