Tiêu đề Chuyên đề 10 - Ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá.docx ✅

CHUYÊN ĐỀ: ĂN MÒN HOÁ HỌC VÀ ĂN MÒN ĐIỆN HOÁ Phần A: Lí Thuyết I – KHÁI NIỆM 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. II – CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI Có 2 dạng ăn mòn kim loại là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học 1. Ăn mòn hoá học - Ăn mòn hoá học là quá trình oxygen hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. - Ăn mòn hóa học thường xảy ra ở những bộ phận của thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxygen… 2. Ăn mòn điện hoá học a. Khái niệm về ăn mòn điện hóa - Ăn mòn điện hoá là quá trình oxygen 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. - Ăn mòn điện hóa thường xảy ra khi cặp kim loại (hoặc hợp kim) để ngoài không khí ẩm, hoặc nhúng trong dung dịch acid, dung dịch muối, trong nước không nguyên chất… b. Điều kiện xảy ra sự ăm mòn điện hoá học - Các điện cực phải khác nhau về bản chất. Cặp kim loại- kim loại; kim loại – phi kim; kim loại - hợp chất hoá học. - Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn. - Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li. III, Các phương pháp chống ăn mòn kim loại 1. Phương pháp bảo vệ bề mặt -    Phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo… -    Lau chùi, để nơi khô ráo thoáng 2. Phương pháp điện hóa -    Dùng một kim loại là “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại. VD: 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). Zinc bị ăn mòn, vỏ tàu được bảo vệ. 3, Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn: Người ta sản xuất một số hợp kim ít bị ăn mòn, ví dụ như thép không gỉ (inox) để làm các vật dụng, máy móc ... Phần B: Bài Tập Được Phân Dạng Dạng 1: Bài tập định tính a) Phương pháp:
Dựa vào định nghĩa sự ăn mòn kim loại, các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại, các biện pháp chống ăn mòn kim loại để nhận biết các trường hợp ăn mòn kim loại trong đời sống, tìm ra nguyên nhân và giải thích được cơ sở khoa học chống ăn mòn kim loại trong đời sống. b) Ví dụ minh họa: Tại sao kim loại bị ăn mòn? Những yếu tố nào ảnh hưởng tới sự ăn mòn kim loại? Lấy thí dụ minh hoạ. Hướng dẫn giải * Trong không khí có chứa khí oxygen, trong nước mưa thường chứa nhiều axit yếu do khí CO 2 , SO 2  và một số khác hòa tan. Trong nước biển thường có một số muối như NaCl, MgCl 2 ... những chất này tác dụng với kim loại hoặc hợp kim iron có màu nâu, xốp, giòn làm đồ vật bằng iron bị gỉ. * Những yếu tố ảnh hưởng - Ảnh hưởng của các chất trong môi trường: Sự ăn mòn kim loại xảy ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào thành phần của môi trường mà nó tiếp xúc. Ví dụ: trong nước biển iron, thép bị ăn mòn nhanh hơn so với trong không khí. - Ảnh hưởng của nhiệt độ: nhiệt độ càng cao sự ăn mòn kim loại xảy ra càng nhanh. Ví dụ: Thanh iron trong lò than bị ăn mòn nhanh hơn so với thanh iron để ở nơi khô ráo, thoáng mát. - Ảnh hưởng của thành phần kim loại Ví dụ: Đồ dùng bằng hợp kim Fe lẫn kim loại khác bị ăn mòn nhanh hơn so với đồ dùng bằng Fe. c) Bài tập giải chi tiết Câu 1: Nêu các biện pháp đã được sử dụng để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn. Nêu hai ví dụ cụ thể mà bản thân em đã làm để bảo vệ đồ dùng bằng kim loại trong gia đình. Hướng dẫn giải a) Các biện pháp đã được sử dụng để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn: * Phương pháp bảo vệ bề mặt -    Phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo… -    Lau chùi, để nơi khô ráo thoáng * Phương pháp điện hóa: Dùng một kim loại là “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại. VD: 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). Zinc bị ăn mòn, vỏ tàu được bảo vệ. * Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn: Người ta sản xuất một số hợp kim ít bị ăn mòn, ví dụ như thép không gỉ (inox) để làm các vật dụng, máy móc ... b) Hai ví dụ cụ thể mà bản thân em đã làm để bảo vệ đồ dùng bằng kim loại trong gia đình: Em đã sơn cánh cửa iron, bôi mỡ lên ổ khóa để bảo vệ đồ dùng trong gia đình. Câu 2: Sự ăn mòn kim loại là hiện tuợng vật lí hay hiện tượng hoá học? Lấy thí dụ chứng minh. Hướng dẫn giải
Sự ăn mòn kim loại là hiện tượng hóa học, trong đó kim loại bị oxygen hóa bởi các chất oxygen hóa có trong môi trường, làm mất đi tính chất quý báu của kim loại. Thí dụ iron bị gỉ trong không khí ẩm vì đã xảy ra phản ứng hóa học: 2Fe + O 2  + 2H 2 O → 2Fe(OH) 2 Câu 3: 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 HNO 3  đặc nguội, C. Zn bị phá huỷ trong khí Cl 2 . D. Na cháy trong không khí ẩm. Hướng dẫn giải Đáp án: A Câu 4: 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 CuSO 4 (3): Thả một viên Fe vào dung dịch chứa copper thời ZnSO 4  và H 2 SO 4  loãng. (4): Thả một viên Fe vào dung dịch H 2 SO 4  loãng. (5): Thả một viên Fe vào dung dịch copper thời CuSO 4  và H 2 SO 4  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) Hướng dẫn giải Đáp án: C (1) Zinc 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 → Fe 2+  + 2e Anot (+): Cu 2+  + 2e → Cu (3) Fe bị ăn mòn hoá học Fe + 2H +  → Fe 2+  + H 2 (4) Fe bị ăn mòn hoá học Fe + 2H +  → Fe 2+  + H 2 (5) Fe bị ăn mòn điện hoá học Fe + Cu 2+  → Fe 2+  + Cu
Cu bám trên bề mặt của Fe tạo thành vô số pin điện hoá Catot (-): Fe → Fe 2+  + 2e Anot (+): Cu 2+  + 2e → Cu Nếu Cu 2+  hết: 2H +  + 2e → H 2 Câu 5: Tiến hành bốn thí nghiệm sau:  Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl 3 ; Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Fe vào dung dịch CuSO 4 ; Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl 3 ;   Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl.      Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là     A. 1.                         B. 4.                     C. 2.                          D. 3. Hướng dẫn giải Chọn C -       Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl 3 ; ăn mòn hóa học -       Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Fe vào dung dịch CuSO 4 ; ăn mòn điện hóa -       Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl 3 ; ăn mòn hóa học -       Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl. ăn mòn điện hóa Câu 6: Trong thực tế, không sử dụng cách nào sau đây để bảo vệ kim loại iron khỏi bị ăn mòn? A. Gắn copper với kim loại iron. B. Tráng zinc lên bề mặt iron. C. Phủ một lớp sơn lên bề mặt iron. D. Tráng Tin lên bề mặt iron. Hướng dẫn giải Fe có tính khử mạnh hơn Cu nên Fe sẽ bị ăn mòn trước → Iron không được bảo vệ khỏi bị ăn mòn → A đúng. Tráng zinc lên bề mặt iron, ngăn không cho iron tiếp xúc với môi trường → Iron được bảo vệ khỏi bị ăn mòn (phương pháp bảo vệ bề mặt) → B sai. Phủ một lớp sơn lên bề mặt iron, ngăn không cho iron tiếp xúc với môi trường nên iron được bảo vệ khỏi bị ăn mòn (phương pháp bảo vệ bề mặt) → C sai. Tráng Tin lên bề mặt iron, ngăn không cho iron tiếp xúc với môi trường nên iron được bảo vệ khỏi bị ăn mòn (phương pháp bảo vệ bề mặt) → D sai. Chọn A.