Ăn mòn kim loại

Thép là hợp kim của Fe và C. Phải dùng kim loại hoạt động mạnh hơn để hi sinh bảo vệ Fe => Có thể dùng Al

Khi gắn tấm sắt và thiếc (Sn) tức là ta tạo ra 1 pin điện Fe-Sn trong đó Fe và Sn là 2 điện cực. Trong pin điện hóa, kim loại mạnh hơn sẽ bị ăn mòn (bị oxi hóa) trước.

=> Fe sẽ bị oxi hóa 

(a) chỉ xảy ra ăn mòn hóa học

(b) xảy ra cả ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học

(c) xảy ra ăn mòn hóa học và điện hóa học

(d) Chỉ xảy ra ăn mòn điện hóa học

Vậy chỉ có 1 thí nghiệm (d) xảy ra ăn mòn điện hóa học

Tiến hành các thí nghiệm sau

(a) Nhúng dây sắt nguyên chất vào dung dịch AgNO₃ → 2 kim loại Fe và Ag → Fe bị ăn mòn điện hóa

(b) Cắt miếng tôn ( sắt tráng kẽm) để trong không khí ẩm → Zn bị ăn mòn điện hóa

(c) Nhúng dây sắt vào dung dịch H₂SO₄ loãng có nhỏ vài giọt dung dịch CuSO₄→ 2 kim loại Cu và Fe → Fe bị ăn mòn điện hóa

(d) Quấn dây đồng vào đinh sắt rồi nhúng vào dung dịch FeCl₃ → 2 kim loại Fe và Cu → Fe bị ăn mòn điện hóa

Số thí nghiệm Fe bị ăn mòn điện hóa học là 3

Khi gắn tấm kẽm lên vỏ tầu thủy tức là ta tạo ra 1 pin điện Zn-Fe trong đó Zn là cực âm là Zn và cực dương là Fe(trong thép). Trong pin điện hóa, cực dương diễn ra quá trình oxi hóa

=> Zn sẽ bị oxi hóa trước Fe

A. Đúng vì xuất hiện cặp điện cực Fe-C ăn mòn điện hóa trong không khí ẩm

B. Đúng

C. Sai đây là cách chống ăn mòn bằng phương pháp điện hóa, dùng vật hi sinh là Zn thay thế cho Fe

D. Đúng

“Ăn mòn kim loại” là sự phá huỷ kim loại do tác dụng hoá học của môi trường xung quanh.

Cho viên bi vào ống đựng dung dịch HCl theo thời gian sắt sẽ bị ăn mòn chậm dần do nồng độ của HCl giảm dần

Al khi phản ứng với oxi (hoặc nước) trong không khí tạo lớp màng oxit mỏng Al₂O₃ bảo vệ bề mặt (SGK 12 cơ bản – trang 121)

Điều kiện xảy ra sự ăn mòn hóa học là

- Các điện cực phải khác nhau về bản chất. Có thể là cặp hai kim loại khác nhau, kim loại – phi kim hay kim loại – hợp chất. Kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn là cực âm.

- 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.

Quá trình ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa – khử, trong đó kim loại ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương → sự oxi hóa ở cực âm và sự khử ở cực dương

Lá Zn và Cu tiếp xúc gián tiếp với nhau qua dây dẫn và cùng tiếp xúc với dung dịch H₂SO₄

→ xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa

Quá trình xảy ra tại các điện cực :

Lá Cu – cực (+)                                      lá Zn – cực (-)

$2{{H}^{+}}+2e\to {{H}_{2}}$                                     $Zn\to Z{{n}^{2+}}+2e$        

Các quá trình xảy ra như sau :

Fe  +  H₂SO₄  →  FeSO₄  +  H₂

Fe  +  CuSO₄  → FeSO₄  +  Cu

→ Cu sinh ra bám vào thanh sắt và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa → tốc độ thoát khí tăng

Zn + 2HCl → H₂ + ZnCl₂ (1) 

          Để bọt khí thoát ra nhiều và nhanh thì xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa

          → X là dung dịch muối của kim loại có tính khử yếu hơn Zn

          → dung dịch cần dùng là FeSO₄

Các quá trình xảy ra như sau :

          Zn  +  H₂SO₄  →  ZnSO₄  +  H₂ là quá trình ăn mòn hóa học

          Zn  +  CuSO₄  →  ZnSO₄  +  Cu

          Cu tạo ra bám trên Zn → hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

          → xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa

A, C, D sai vì đây là những quá trình ăn mòn hóa học

Fe + HCl : ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

Fe + CuCl₂ : ăn mòn điện hóa vì hình thành 2 điện cực Fe và Cu. Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện li  

Fe + FeCl₃ : ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

Fe + HCl có lẫn CuCl₂ : cả ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học vì xảy ra các phản ứng sau

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới)

Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

→ Cu sinh ra bám vào thanh sắt và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa

TN1 : Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

→ ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

TN2 : Fe + CuSO₄ : ăn mòn điện hóa vì hình thành 2 điện cực Fe và Cu. Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện li $F{{e}^{2+}},\,\,C{{u}^{2+}}$

TN3 : Cu + FeCl₃ : ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

TN4: Ăn mòn điện hóa vì có 2 kim loại tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Fe là cực (-), Cu là cực (+)

Tại cực (-) : $Fe\to F{{e}^{2+}}+2e$

Tại cực (+) : $2{{H}^{+}}+2e\to {{H}_{2}}$

→ có 2 trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hóa

Trong hợp kim Fe bị ăn mòn trước thì Fe phải có tính khử mạnh hơn

Tính khử của các kim loại được sắp xếp theo chiều giảm dần : Zn > Fe > Sn > Cu

→ Hợp kim Cu-Fe (I) và Sn-Fe (IV) thì Fe bị ăn mòn trước

Đối với cặp hợp kim Fe-C (III), anot là Fe, catot là C → Fe bị ăn mòn

→ Có 3 cặp hợp kim mà Fe đều bị ăn mòn là I, III, IV

A đúng (SGK lớp 12 nâng cao - trang 135).

B đúng (SGK lớp 12 nâng cao - trang 210).

C đúng vì Fe bị ăn mòn.

D sai vì  ở cực dương (catot) xảy ra quá trình : O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^- (SGK lớp 12 nâng cao – trang 134).