Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Ăn mòn điện hóa (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Ăn mòn điện hóa xảy ra khi kim loại (sắt, chứa tạp chất như C) tiếp xúc với dung dịch muối của kim loại kém hoạt động hơn, tạo nên một pin điện hóa: Fe làm anot bị oxy hóa, Cu²⁺ bị khử ở cathot. Phương trình: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Với HCl, H₂SO₄ loãng, sắt chủ yếu bị ăn mòn hóa học (tạo Fe²⁺ và H₂), còn AlCl₃ thì Fe không phản ứng vì Al mạnh hơn Fe. Vậy đáp án là C, trùng với đáp án nguồn (44C).

(AI giải đề cho tôi)
Ăn mòn điện hóa xảy ra khi kim loại (không nguyên khiết hoặc tiếp xúc kim loại khác) trong môi trường điện ly tạo thành pin nhỏ. A: Cu nguyên chất phản ứng trực tiếp với Fe³⁺/HNO₃ (ăn mòn hóa học). B: thép sơn kín trong không khí khô không bị ăn mòn. C: Zn nguyên chất tan trong HCl là ăn mòn hóa học. D: Fe nguyên chất trong dung dịch CuSO₄ + H₂SO₄ loãng: Fe đẩy Cu tạo lớp Cu bám trên bề mặt Fe, tạo pin Fe–Cu trong môi trường điện ly (Fe là anot bị ăn mòn, H⁺ khử ở catot), nên xảy ra ăn mòn điện hóa. Đáp án D khớp đáp án nguồn (50D).

(AI giải đề cho tôi)
Ăn mòn điện hóa học xảy ra khi thanh Zn tiếp xúc với dung dịch muối của kim loại yếu hơn Zn (Fe, Cu, Ag): Zn hoạt động hơn nên làm cực dương (anot) bị oxi hóa: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e$; ion kim loại yếu hơn bị khử ở cực âm (catot) và kim loại đó kết tủa ở cực âm. Với FeSO${}_4$, Cu(NO${}_3$)${}_2$, AgNO${}_3$: Zn mạnh hơn Fe, Cu, Ag nên xảy ra ăn mòn điện hóa học. Với MgCl${}_2$: Mg mạnh hơn Zn nên Zn không thể khử Mg${}^{2+}$, không tạo cặp ăn mòn với Zn làm cực dương → không xảy ra ăn mòn điện hóa học. Đáp án D, trùng đáp án nguồn (44D).

Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi xảy ra ăn mòn điện hóa ⇒ thêm dung dịch Cu(NO${}_3$)${}_2$.

Đáp án B

Không khí ẩm có hòa tan khí CO${}_2$, O${}_2$,... tạo ra lớp dung dịch chất điện li phủ lên bề mặt gang, thép, làm xuất hiện vô số pin điện hóa mà Fe là cực âm, C là cực dương. Khi đó:
• Ở cực âm (anot) xảy ra sự oxi hóa: Fe → Fe${}^{2+}$ + 2e
• Ở cực dương (catot) xảy ra sự khử: O${}_2$ + 2H${}_2$O + 4e → 4OH${}^{-}$
(Trong môi trường axit: O${}_2$ + 4H${}^{+}$ + 4e → 2H${}_2$O).
Chú ý: trong ăn mòn điện hóa thì anot là cực âm còn trong điện phân anot là cực dương.
⇒ chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
Sau bước 3, cặp Zn–Cu trong dung dịch NaCl 5% tạo thành hệ ăn mòn điện hoá (dạng pin): Zn hoạt động hơn Cu nên Zn bị oxi hoá ở anode (anode âm): $Zn\to Z{n}^{2+}+2e$; tại cathode (thanh Cu) oxygen trong dung dịch bị khử: $O_2+2H_{2}O+4e\to 4O{H}^{-}$. Có dòng điện phát sinh qua dây dẫn. Xét từng ý: a) Sai (S) vì đây là ăn mòn điện hoá, không phải chỉ ăn mòn hoá học. b) Đúng (D): kẽm bị oxi hoá, đóng vai trò anode. c) Sai (S): trong dung dịch NaCl không có ion $C{u}^{2+}$ để bị khử thành Cu bám vào thanh đồng; phản ứng ở cathode là khử oxygen. d) Đúng (D): kẽm bị ăn mòn, đồng được bảo vệ nên không bị ăn mòn. Kết quả a-S, b-D, c-S, d-D khớp với bảng đáp án nguồn (trang 92).
a) (AI giải đề cho tôi)
Đây là ăn mòn điện hoá (có cặp điện cực Zn–Cu và dòng điện), không phải chỉ ăn mòn hoá học.
b) (AI giải đề cho tôi)
Zn hoạt động hơn Cu nên bị oxi hoá: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e$, đóng vai trò anode (anode âm).
c) (AI giải đề cho tôi)
Dung dịch NaCl không chứa $C{u}^{2+}$; tại cathode oxygen bị khử: $O_2+2H_{2}O+4e\to 4O{H}^{-}$, khối lượng thanh đồng không tăng.
d) (AI giải đề cho tôi)
Kẽm bị ăn mòn (anode), đồng không bị ăn mòn (cathode được bảo vệ).

(AI giải đề cho tôi)
Sau bước 3, cặp Zn–Cu trong dung dịch NaCl tạo thành hệ ăn mòn điện hoá (galvanic), có dòng điện phát sinh nên không phải ăn mòn hoá học. Zn hoạt động hơn Cu nên Zn là anode bị oxi hoá: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e$. Trên thanh Cu (cathode) xảy ra khử oxy hoà tan: $O_2+2H_{2}O+4e\to 4O{H}^{-}$ (hoặc $2H_{2}O+2e\to H_2+2O{H}^{-}$). Trong dung dịch trung tính NaCl không có $C{u}^{2+}$ nên không có Cu bám vào thanh đồng. Kết quả: kẽm bị ăn mòn, đồng không bị ăn mòn. Do đó phát biểu đúng là (b) và (d), phát biểu (a) sai vì đây là ăn mòn điện hoá chứ không phải ăn mòn hoá học, phát biểu (c) sai vì không có $C{u}^{2+}$ trong dung dịch để khử.
a) (AI giải đề cho tôi)
Sai. Đây là ăn mòn điện hoá (có hai điện cực khác nhau nối bằng dây dẫn, có dòng điện phát sinh), không phải ăn mòn hoá học.
b) (AI giải đề cho tôi)
Đúng. Zn hoạt động hoá học mạnh hơn Cu nên Zn bị oxi hoá ở anode: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e$.
c) (AI giải đề cho tôi)
Sai. Dung dịch NaCl không chứa $C{u}^{2+}$; trên cathode (thanh Cu) bị khử là $O_2$ (hoặc $H_{2}O$), sinh ra $O{H}^{-}$, không có Cu bám vào thanh đồng.
d) (AI giải đề cho tôi)
Đúng. Zn là anode bị ăn mòn, Cu là cathode được bảo vệ nên không bị ăn mòn.

Đáp số: 2 => Thí nghiệm 2, 4

Gang là hợp kim giữa Fe-C (2 điện cực) được nhúng vào dung dịch HCl (dung dịch chất điện li) nên sẽ xuất hiện ăn mòn điện hóa.

Hợp kim Fe-C: Fe có tính khử mạnh hơn C nên Fe bị ăn mòn điện hoá học khi tiếp xúc với không khí ẩm.

Cặp Fe-Zn do Zn mạnh hơn nên Zn sẽ bị ăn mòn.

(AI giải đề cho tôi)
Ăn mòn điện hoá là ăn mòn kim loại do lập thành các cục pin (cặp điện cực) trong môi trường điện phân. A: Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 là ăn mòn hoá học (phản ứng trực tiếp với ion Fe3+). B: Đinh thép (hợp kim Fe – C) trong không khí ẩm: bề mặt kim loại tiếp xúc với lớp nước mỏng chứa O2, tạo cục pin Fe–C, Fe làm anôt bị ăn mòn (Fe → Fe2+ + 2e), O2 khử ở catôt — đây là ăn mòn điện hoá, đúng. C: Kẽm nguyên chất tan trong H2SO4 loãng là ăn mòn hoá học (Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑), không tạo cặp điện cực. D: Đốt sắt trong khí clo là phản ứng cháy (2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3), ăn mòn hoá học. Vậy đáp án B, khớp với đáp án nguồn (câu 24 = B).

Câu 44: C
Điều kiện để có ăn mòn điện hóa học là phải có 2 chất rắn có khả năng dẫn điện tiếp xúc với nhau và được nhúng vào dung dịch chất điện li
Cu + 2AgNO${}_3$ → Cu(NO${}_3$)${}_2$ + 2Ag
Hai chất rắn gồm: Cu và Ag

Các phát biểu đúng bao gồm: a, b.
(c) Sai vì để xuất hiện ăn mòn điện hóa cần có dung dịch điện li.
(d) Sai vì trong trường hợp này nhôm hoặc kẽm đóng vai trò làm anode (-) và bị ăn mòn.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 68: Xét từng phát biểu. (A) Đúng: Cho Fe vào dung dịch Cu(NO3)2, Fe mạnh hơn Cu nên Fe đẩy Cu ra khỏi dung dịch (Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu). Trên bề mặt Fe có các vi cặp điện phân Fe–Cu với dung dịch Cu(NO3)2 làm chất điện li, nên xảy ra ăn mòn điện hóa học. (B) Sai: Al bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội, nhưng với H2SO4 đặc nóng Al vẫn tác dụng: 2Al + 6H2SO4(đặc, nóng) → Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O. (C) Sai: Al là kim loại rất mạnh (đứng trước Al trong dãy hoạt động hóa học), CO không khử được Al2O3; Al2O3 chỉ bị khử bằng điện phân nóng chảy hoặc Al nhiệt luyện. (D) Sai: Cr là kim loại có độ cứng lớn nhất trong các kim loại (khoảng 9 theo thang Mohs), còn K là kim loại mềm, nên độ cứng của K nhỏ hơn Cr. Vậy phát biểu đúng là A, khớp với đáp án nguồn (68A).

(AI giải đề cho tôi)
Ăn mòn điện hoá xảy ra ở kim loại hoạt động hơn (làm anode âm) trong cặp hợp kim. Xét từng cặp: Fe-Cu: Fe hoạt động hơn Cu nên Fe làm anode âm, bị ăn mòn điện hoá. Fe-C: Fe hoạt động hơn C (than chì/cementite trơ), Fe làm anode âm, bị ăn mòn điện hoá. Zn-Fe: Zn hoạt động hơn Fe nên Zn làm anode âm bị ăn mòn, Fe được bảo vệ (không bị ăn mòn). Mg-Fe: Mg hoạt động hơn Fe nên Mg bị ăn mòn, Fe được bảo vệ. Vậy chỉ có 2 hợp kim (Fe-Cu và Fe-C) mà Fe bị ăn mòn điện hoá.

a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Sai.

a) Ở anode, sắt bị oxi hóa trước thành $Fe\to F{e}^{2+}+2e$, không phải trực tiếp thành $F{e}^{3+}$.

b) Gỉ sắt thường chứa $F{e}_2{O}_3.n{H}_{2}O$.

c) Muốn bảo vệ vỏ tàu thép bằng phương pháp điện hóa, người ta phải gắn kim loại hoạt động mạnh hơn sắt như Zn. Thiếc yếu hơn sắt nên không dùng theo cách này.

d) Sự ăn mòn trong không khí ẩm là ăn mòn điện hóa, không phải ăn mòn hóa học.
a) Sai.
Ở anode, sắt bị oxi hóa trước thành:
$Fe\to F{e}^{2+}+2e$
không phải trực tiếp thành $F{e}^{3+}$.
b) Đúng.
Gỉ sắt thường chứa $F{e}_2{O}_3.n{H}_{2}O$.
c) Sai.
Muốn bảo vệ vỏ tàu thép bằng phương pháp điện hóa, người ta phải gắn kim loại hoạt động mạnh hơn sắt như Zn.
Thiếc yếu hơn sắt nên không dùng theo cách này.
d) Sai.
Sự ăn mòn trong không khí ẩm là ăn mòn điện hóa, không phải ăn mòn hóa học.

Khi cho Zn vào dung dịch CuSO${}_4$, xảy ra phản ứng:
Zn + CuSO${}_4$ → ZnSO${}_4$ + Cu
Cu sinh ra bám lên bề mặt Zn, tạo thành hai điện cực Zn–Cu tiếp xúc nhau trong dung dịch điện li CuSO${}_4$. Do đó xảy ra ăn mòn điện hoá học.
→ Đáp án C. CuSO${}_4$.

Đáp số: 2

ống A và D (hai ống nghiệm có đủ điều kiện môi trường điện li (nước có hòa tan O${}_2$))