30 Bài tập về Sự ăn mòn kim loại (2024) có đáp án chi tiết nhất

Bài tập về Sự ăn mòn kim loại

I. Lý thuyết

    - Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh.

    - Ăn mòn kim loại gồm ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

1. Ăn mòn hóa học

    a. Nguyên nhân: do kim loại có phản ứng hóa học trực tiếp với các chất ở môi trường xung quanh.

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

    c. Bản chất: là phản ứng oxi hóa - khử trong đó kim loại đóng vai trò chất khử. Electron chuyển trực tiếp từ kim loại vào môi trường.

2. Ăn mòn điện hóa

    a. Khái niệm

    - 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.

    b. Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa

        + 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).

    c. Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm

    Sự ăn mòn điện hóa học các hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm có ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng đối với nền kinh tế của các quốc gia.

    - Ở cực âm xảy ra sự oxi hóa: Fe → Fe²⁺ + 2e

    - Ở cực dương xảy ra sự khử: O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-

    Ion Fe²⁺ tan vào dung dịch chất điện li có hòa tan khi oxi. Tại đây, ion Fe²⁺ tiếp tục bị oxi hóa dưới tác dụng của ion OH^- tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe₂O₃.nH₂O

    d. Cơ chế của quá trình ăn mòn điện hóa

        + Kim loại mạnh đóng vai trò là cực âm (anot).

        + Kim loại yếu hơn hoặc phi kim đóng vai trò cực dương(catot).

        + Tại cực âm, kim loại mạnh bị ăn mòn (bị oxi hóa).

M → Mⁿ⁺ + ne

        + Tại cực dương, môi trường bị khử:

            Môi trường axit:

2H⁺ + 2e → H₂

            Môi trường trung tính, bazơ:

2H₂O + O₂ + 4e → 4OH^-

(phản ứng phụ): Mⁿ⁺ + nOH^- → M(OH)_n (tạo gỉ)

    e. Bản chất của ăn mòn điện hóa: là sự oxi hóa kim loại ở cực âm và sự khử môi trường ở cực dương. Electron được chuyển từ kim loại mạnh sang kim loại yếu (hoặc phi kim) rồi vào môi trường.

3. Chống ăn mòn kim loại

    Để bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn có thể sử dụng các phương pháp sau:

a. Phương pháp bảo vệ bề mặt

    - Cách li kim loại với môi trường: sơn, mạ, tráng, nhúng nhựa...

    - Dùng chất kìm hãm.

    - Tăng khả năng chịu đựng: hợp kim chống gỉ.

b. Phương pháp điện hóa: dùng kim loại mạnh hơn kim loại ở cực âm không tác dụng với nước gắn vào vật bị ăn mòn phần chìm trong dung dịch điện li (anot hi sinh).

    Ví dụ: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển (nước biển là dung dịch chất điện li). Phần vỏ tàu bằng thép là cực dương, các lá Zn là cực âm.

    - Ở anot (cực âm): Zn bị oxi hóa Zn → Zn²⁺ + 2e

    - Ở catot (cực dương): O2 bị khử 2H₂O + O₂ + 4e → 4OH^-

    Kết quả là vỏ tàu được bảo vệ, Zn là vật hi sinh, nó bị ăn mòn. Nhưng tốc độ ăn mòn điện hóa của kẽm trong điều kiện này tương đối nhỏ và vỏ tàu được bảo vệ trong thời gian dài. Sau một thời gian nhất định, người ta thay những lá Zn bị ăn mòn bằng những lá Zn khác.

4. Phương pháp giải

- Bước 1: Viết PTHH.

- Bước 2: Tính toán theo PTPU (có thể đặt ẩn).

- Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của đề bài.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Câu nào đúng trong các câu sau khi nói về ăn mòn điện hóa xảy ra:

A. Sự oxi hóa ở cực dương

B. Sự oxi hóa ở cực dương và sự khử ở cực âm

C. Sự khử ở cực âm

D. Sự oxi hóa ở cực âm và sự khử ở cực dương

Đáp án: D

Ví dụ 2: Nhúng một thanh Mg vào dung dịch có chứa 0,8 mol Fe(NO₃)₃ và 0,05 mol Cu(NO₃)₂. Sau một thời gian, lấy thanh kim loại ra, rửa sạch, cân lại thấy khối lượng tăng 11,6 gam so với thanh kim loại ban đầu. Khối lượng Mg đã phản ứng là:

A. 20,88 gam      B. 6,96 gam

C. 24 gam      D. 25,2 gam

Đáp án: D

Mg (0,4) + 2Fe³⁺ (0,8) → Mg²⁺ (0,8 mol) + 2Fe²⁺

Mg (0,05) + Cu²⁺ (0,05) → Mg²⁺ (0,05 mol) + Cu

Mg (x) + Fe²⁺ (x) → Mg²⁺ (x mol) + Fe

⇒ Δm tăng = 0,05.64 + 56x - 24.(0,45 + x) = 11,6 ⇒ x = 0,6 mol

⇒ m_Mg = 24.(0,6 + 0,45) = 25,2 gam

Ví dụ 3: Cho 2,7 gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Zn tác dụng với dung dịch CuSO₄. Sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z. Cho toàn bộ Z vào dung dịch H₂SO₄ loãng dư, sau khi các phản ứng kết thúc thì khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu được chỉ chứa một muối duy nhất. Phần trăm khối lượng của Fe trong X là

A. 58,52%      B. 41,48%

C. 48,15%      D. 51,85%

Đáp án: D

Zn (x) + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu (x mol)

Fe (y) + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (y mol)

⇒ Δm = 8y – x = 0,14 (1)

Chất rắn Z pư với dd H₂SO₄ thu được 1 muối duy nhất ⇒ Z gồm Fe dư và Cu

m_{c/r giảm} = m_{Fe dư} = 0,28 gam

65x + 56y = 2,7 – 0,28 = 2,42 gam (2)

Từ (1),(2) ⇒ x = y = 0,02 mol

⇒ %Fe = 51,85%

III. Bài tập vận dụng

Bài 1: Sắt không bị ăn mòn điện hoá khi tiếp xúc với kim loại nào sau đây trong không khí

A. Sn      B. Zn

C. Ni      D. Pb

Đáp án: B

Bài 2: Sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hóa học của môi trường xung quanh gọi là :

A. Sự ăn mòn hóa học.

B. Sự ăn mòn kim loại.

C. Sự ăn mòn điện hóa.

D. Sự khử kim loại.

Đáp án: A

Bài 3: Nhúng đồng thời một thanh kẽm và một thanh sắt vào dung dịch H₂SO₄, nối hai thanh kim loại bằng dây dẫn.

Dự đoán hiện tượng xảy ra như sau ;

(1) Hiđro thoát ra từ 2 thanh kim loại, khí từ thanh kẽm thoát ra mạnh hơn.

(2) Dòng điện phát sinh có chiều đi từ thanh sắt sang thanh kẽm.

(3) Khối lượng thanh kẽm giảm xuống.

(4) Nồng độ Fe²⁺ trong dung dịch tăng lên.

Trong các hiện tượng trên, số hiện tượng được mô tả đúng là:

A, 1,    B.2,    C.3.    D.4.

Đáp án: B

Bài 4: Một đồng xu bảng đồng rơi trên một miếng thép. Sau một thới gian có thể quan iát dược híộn tượng nào sau dây 7

A. Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu nâu đỏ.

B, Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu xanh lam.

C. Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu đen.

D, Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu trắng xanh.

Đáp án: A

Sắt bị ăn mòn điện hoá tạo gỉ sắt màu nâu đỏ

Bài 5: Tiến hành thí nghiệm ăn mòn điện hoá học như hình vẽ bên : nhúng hai thanh chất rắn A và B vào dung dịch H₂SO₄, nối chúng bằng dây dẫn, Người ta quan sát thấy dòng electron trong mạch có chiều như hình vẽ. Kết luận nào sau đây là đúng ?

A. Nếu A là thanh kẽm thỉ B có thể là thanh thiếc

B. Nếu A là thanh sắt thì B có thể là thanh than chì.

C. Nếu A là thanh thép (hợp kim của sắt với cacbon) thì B có thể là thanh nhôm.

D. Nếu A là thanh chì thì B có thể là thanh đồng.

Đáp án: C

Bài 6: Nếu vật làm bằng hợp kim Fe-Zn bị ăn mòn điện hoá thì trong quá trình ăn mòn

A. Kẽm đóng vai trò catot và bị oxi hoá

B. Sắt đóng vai trò anot và bị oxi hoá

C. Kẽm đóng vai trò anot và bị oxi hoá

D. Sắt đóng vai trò catot và ion H+ bị oxi hoá.

Đáp án: C

Bài 7: Thực hiện các thí nghiệm sau:

(1): Nối một thanh Zn với một thanh Fe rồi để trong không khí ẩm.

(2): Thả một viên Fe vào dung dịch CuSO₄

(3): Thả một viên Fe vào dung dịch chứa đồng thời ZnSO₄ và H₂SO₄ loãng.

(4): Thả một viên Fe vào dung dịch H₂SO₄ loãng.

(5): Thả một viên Fe vào dung dịch đồng thời CuSO₄ và H₂SO₄ loãng.

Trong các thí nghiệm trên những thí nghiệm Fe bị ăn mòn điện hoá học là:

A. (1), (2), (3), (4) và (5)

B. (1) và (3)

C. (2) và (5)

D. (3) và (5)

Đáp án: C

(1) Kẽm bị ăn mòn điện hoá học

(2) Fe bị ăn mòn điện hoá học vì Cu giải phóng ra bám trên bề mặt của Fe tạo thành vô số pin điện hoá mà:

Catot (-): Fe → Fe²⁺ + 2e

Anot (+): Cu²⁺ + 2e → Cu

(3) Fe bị ăn mòn hoá học

Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂

(4) Fe bị ăn mòn hoá học

Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂

(5) Fe bị ăn mòn điện hoá học

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

Cu bám trên bề mặt của Fe tạo thành vô số pin điện hoá

Catot (-): Fe → Fe²⁺ + 2e

Anot (+): Cu²⁺ + 2e → Cu

Nếu Cu²⁺ hết: 2H⁺ + 2e → H₂

Bài 8: Cho các phát biểu sau đây về ăn mòn hoá học :

(1) Ăn mòn hoá học không làm phát sinh dòng điện một chiều.

(2) Kim loại tinh khiết không bị ăn mòn hoá học.

(3) Về bản chất, ăn mòn hoá học cũng là một dạng của ăn mòn điện hoá.

(4) Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá-khử.

Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là

A. 1.    B.2.    C. 3.    D. 4.

Đáp án: B

Bài 9: Trường hợp nào sau đây là ăn mòn điện hoá ?

A. Thép bị gỉ trong không khí ẩm.

B. Nhôm bị thụ động hoá trong HNO₃ đặc nguội,

C. Zn bị phá huỷ trong khí Cl₂.

D. Na cháy trong không khí ẩm.

Đáp án: A

Bài 10: Cuốn một sợi dây thép xung quanh một thanh kim loại rồi nhúng vào dung dịch H₂SO₄ loãng. Quan sát thấy bọt khí thoát ra rất nhanh từ sợi dây thép. Thanh kim loại đã dùng có thể là

A.Cu.    B.Ni.    C.Zn.    D. Pt.

Đáp án: C

Câu 11: Một vật bằng hợp kim Zn – Cu bị ăn mòn điện hóa trong không khí ẩm. Quá trình xảy ra ở cực âm là

A. 2H⁺ + 2e → H₂.         

B. Zn → Zn²⁺ + 2e.         

C. Cu → Cu²⁺ + 2e.        

D. 2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂. 

Câu 12: Trong thí nghiệm nào sau đây xảy ra ăn mòn điện hóa?

A. Cho lá đồng nguyên chất vào dung dịch gồm Fe(NO₃)₃ và HNO₃.    

B. Để thanh thép đã sơn kín trong không khí khô.   

C. Nhúng thanh kẽm nguyên chất vào dung dịch HCl.      

D. Cho lá sắt nguyên chất vào dung dịch gồm CuSO₄ và H₂SO₄ loãng.

Câu 13: Bản chất của sự ăn mòn kim loại là

A. là phản ứng oxi hóa – khử.

B. là phản ứng hóa hợp. 

C. là phản ứng trao đổi. 

D. là phản ứng thay thế.

Câu 14: Sự ăn mòn kim loại không phải là

A. Sự khử kim loại.

B. Sự oxi hóa kim loại.

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

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

Câu 15: Tôn là sắt được tráng

A. Na. 

B. Mg. 

C. Zn. 

D. Al.

Câu 16: Phát biểu nào dưới đây sai?

A. Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại.

B. Bản chất của ăn mòn kim loại là quá trình oxi hóa – khử.

C. Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là tính khử.

D. Ăn mòn hóa học phát sinh dòng điện.

Câu 17: Để bảo vệ ống thép (dẫn nước, dẫn dầu, dẫn khí đốt) bằng phương pháp điện hóa, người ta mạ vào mặt ngoài của ống thép bằng kim loại gì?

A. Ag.

B. Pb.

C. Zn.

D. Cu.

Câu 18: Đốt thanh hợp kim Fe – C trong khí oxi, quá trình ăn mòn nào đã xảy ra?

A. Ăn mòn điện hóa 

B. Ăn mòn hóa học

C. Cả ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học

D. Không xảy ra

Câu 19: Cho một hợp kim Cu – Al vào H₂SO₄ loãng dư thấy hợp kim

A. bị tan một phần do Al phản ứng.

B. không tan

C. bị tan một phần do Cu phản ứng

D. bị tan hoàn toàn

Câu 20: Có những vật làm bằng sắt được mạ những kim loại khác nhau dưới đây. Nếu các vật này đều bị xước sâu đến lớp sắt thì vật nào bị gỉ chậm nhất?

A. sắt tráng kẽm

B. sắt tráng thiếc

C. sắt tráng đồng

D. sắt tráng bạc

ĐÁP ÁN

Bài 21: Ngâm một lá Zn vào dung dịch HC1 thấy bọt khí thoát ra ít và chậm. Nếu nhỏ thêm vài giọt dung dịch X thì thấy bọt khí thoát ra rất nhiều và nhanh. Chất tan trong dung dịch X là chất nào sau đây ?

A.H₂SO₄    B.MgSO₄    C. NaOH    D. CuSO₄

Đáp án: D

Bài 22: Cho các cặp kim loạị nguyên chất tiếp xúc trực tiếp với nhau : Fe và Pb; Fe và Zn ; Fe và Sn ; 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

A. 1.    B. 2.    C. 3.    D. 4.

Đáp án: C

Các cặp Fe và Pb, Fe và Sn, Fe và Ni. Sắt hoạt động hơn nên sẽ đóng vai trò là cực âm, bị phá huỷ trước

Xem thêm các dạng bài tập hay khác:

30 Bài tập về Tính chất của kim loại (2024) có đáp án chi tiết nhất

70 Bài tập Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại (2024) có đáp án chi tiết nhất

1000 Bài tập hóa 12 Chương 5: Đại cương về kim loại (có đáp án năm 2023)

30 Bài tập về Hợp kim của sắt (2024) có đáp án chi tiết nhất

70 Bài tập về Điều chế kim loại (2024) có đáp án chi tiết nhất