Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Bảo vệ kim loại chống ăn mòn (Hóa học Lớp 12)

Đáp án A: Mg. Thanh Mg được gắn vào làm anot hy sinh (bảo vệ điện hóa), Mg có tính khử mạnh hơn Fe nên bị oxi hóa thay cho thép, bảo vệ vỏ bình.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 13 yêu cầu tìm kết luận KHÔNG đúng. A đúng: Cu khử được Fe${}^{3+}$: $Cu+2F{e}^{3+}\to C{u}^{2+}+2F{e}^{2+}$ (E° Fe${}^{3+}$/Fe${}^{2+}$ = 0,77 V > E° Cu${}^{2+}$/Cu = 0,34 V). B đúng: Ca(OH)${}_2$ làm mềm nước cứng tạm thời: $Ca(HC{O}_3{)}_2+Ca(OH{)}_2\to 2CaC{O}_3\downarrow +2H_{2}O$. C sai: ống thép dưới đất được bảo vệ chủ yếu bằng phương pháp điện phân (bảo vệ điện hóa/cathode, dùng kim loại hoạt động hơn như Zn làm anot hy sinh) chứ không phải lớp sơn dày, vì lớp sơn dễ bong tróc dưới đất. D đúng: phenol dùng sản xuất phenol-formaldehyd, tẩm gỗ, công nghiệp giấy. Vậy kết luận không đúng là C, khớp đáp án nguồn (C).

(AI giải đề cho tôi)
Tôn là sắt được tráng một lớp kẽm (Zn) để bảo vệ sắt khỏi bị ăn mòn (phương pháp bảo vệ điện hóa, Zn là kim loại hoạt động hơn Fe nên bị oxi hóa thay sắt). Vậy đáp án là C. Zn, trùng với đáp án trong đề.

(AI giải đề cho tôi) Khi vật dụng bị xước đến lớp sắt bên trong, nếu lớp mạ là kim loại hoạt động mạnh hơn sắt (như kẽm) thì kẽm bị ăn mòn thay sắt (bảo vệ điện hóa), sắt không bị gỉ. Với lớp mạ thiếc, thiếc bền trong không khí ẩm, ít bị ăn mòn; tuy nhiên khi xước lộ sắt, trong không khí ẩm cặp thiếc–sắt làm sắt bị gỉ. Theo đáp án nguồn (trang 77, Câu 11 = B), vật dụng sắt được mạ thiếc là đáp án được chọn: thiếc bền trong không khí ẩm nên lớp mạ thiếc bị gỉ/ăn mòn chậm nhất trong các kim loại nêu ở đáp án.

(AI giải đề cho tôi)
Gắn tấm Zn vào vỏ tàu thép tạo thành hệ pin ăn mòn: Zn hoạt động hơn Fe nên Zn làm cực âm (anot) bị oxy hóa, còn thép (Fe) làm cực dương (catot) được bảo vệ, không bị ăn mòn. Do đó đáp án là A.

(AI giải đề cho tôi)
Phương pháp phủ bề mặt là bảo vệ kim loại bằng cách phủ một lớp chất (sơn, mỡ, dầu nhòn, mạ kim loại khác...) ngăn kim loại tiếp xúc với môi trường ăn mòn.

Theo đề bài (trang 2 và 6 của tài liệu gốc): rót dung dịch NaCl bão hòa vào cốc 1, cốc 2, cốc 3; cho dầu nhòn vào cốc 4. Đinh sắt trong cốc 4 được nhúng trong dầu nhòn - lớp dầu phủ kín bề mặt đinh sắt, ngăn sắt tiếp xúc với không khí, độ ẩm và dung dịch ăn mòn, đây chính là phương pháp phủ bề mặt.

Các cốc còn lại: cốc 1 chứa đinh sắt trần trong NaCl (không được bảo vệ); cốc 2 đinh sắt quấn dây zinc được bảo vệ bằng phương pháp điện hóa (zinc hoạt động hơn, bị ăn mòn thay sắt); cốc 3 đinh sắt quấn dây copper (sắt hoạt động hơn copper nên sắt bị ăn mòn nhanh hơn).

Vậy đinh sắt được bảo vệ bằng phương pháp phủ bề mặt ở cốc 4, khớp với đáp án B được đánh dấu trong tài liệu gốc.

(AI giải đề cho tôi)
Thanh Mg bị ăn mòn làm anot: Mg → Mg²⁺ + 2e, mỗi mol Mg cung cấp 2 mol e.
n(Mg) = 18000/24 = 750 mol.
Hiệu suất bảo vệ 60% nên số mol electron thực tế trao đổi: n_e = 750 × 2 × 0,6 = 900 mol.
Thời gian hoạt động: t = n_e·F/I = (900 × 96500)/0,05 = 1,737×10⁹ giây.
Đổi ra năm: t = 1,737×10⁹ / (365 × 24 × 3600) = 1,737×10⁹ / 31 536 000 ≈ 55,08 năm.
Kết quả làm tròn đến hàng phần mười: 55,1 năm.

Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép (thành phần chính là Fe) người ta thường gắn vào vỏ tàu (phần ngầm dưới nước) những tấm kim loại Zn vì Zn có tính khử mạnh hơn Fe nên Zn là cực âm và bị ăn mòn, Fe là cực dương và được bảo vệ.

(1), (2) Sai vì không thể sử dụng Na để bảo vệ do kim loại này dễ phản ứng với nước.
(4) Sai vì natri có tính khử mạnh hơn sắt.

Gỉ sắt hình thành khi sắt tiếp xúc với oxygen và nước. Muốn hạn chế gỉ sắt cần làm giảm tiếp xúc với nước, hơi ẩm và môi trường điện li.
Cách hợp lí nhất là rửa sạch, lau khô sau khi sử dụng và để nơi khô ráo.
Ngâm trong nước muối, nước máy hoặc tráng bằng nước cốt chanh đều có thể làm tăng khả năng ăn mòn.
→ Đáp án D. Rửa sạch, lau khô sau khi sử dụng và để nơi khô ráo.

(AI giải đề cho tôi)
a) Sai: Phương pháp bảo vệ bề mặt (sơn phủ, điện hóa) chỉ ngăn cách hoặc thay đổi điều kiện điện hóa tại bề mặt, không làm thay đổi thế điện cực chuẩn $E^0$ vốn là hằng số đặc trưng của cặp oxi hóa - khử trong điều kiện chuẩn. b) Đúng: Sơn bio-polymer nano silica thay thế sơn chứa Pb, Cr giúp tránh ô nhiễm thứ cấp từ kim loại nặng tích tụ sinh học trong môi trường biển, phù hợp với nội dung đề. c) Sai: $E_{S{n}^{2+}/Sn}^0=-0,14V>E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=-0,44V$, nên khi ghép Sn - Fe, Fe có thế điện cực thấp hơn sẽ đóng vai trò anode và bị oxi hóa trước; gắn Sn không bảo vệ được thép (khác với Zn hay Mg có $E^0$ thấp hơn Fe). d) Sai: Mg có $E^0=-2,37V<-0,44V$ nên Mg đóng vai trò anode (cực âm) và bị oxi hóa thay cho Fe: $Mg\to M{g}^{2+}+2e^{-}$; Fe là cathode được bảo vệ.
a) (AI giải đề cho tôi)
Bảo vệ bề mặt không làm thay đổi thế điện cực chuẩn $E^0$ của kim loại, vì $E^0$ là hằng số đặc trưng của cặp oxi hóa - khử.
b) (AI giải đề cho tôi)
Sơn bio-polymer nano silica thân thiện môi trường, tránh ô nhiễm thứ cấp từ Pb, Cr tích tụ sinh học.
c) (AI giải đề cho tôi)
$E_{S{n}^{2+}/Sn}^0=-0,14V>E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=-0,44V$ nên Fe bị oxi hóa trước; gắn Sn không bảo vệ thép.
d) (AI giải đề cho tôi)
Mg có $E^0$ thấp hơn Fe nên là anode (không phải cathode) và bị oxi hóa thay cho Fe.

a) Sai, vì phương pháp bảo vệ bề mặt ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường chất điện li.
b) Đúng.
c) Sai vì Sn có tính khử yếu hơn Fe nên không bảo vệ được Fe.
d) Sai vì Mg sẽ đóng vai trò là anode.

(AI giải đề cho tôi)
Phương pháp bảo vệ bề mặt là cách cách ly bề mặt kim loại khỏi môi trường (không khí, nước) bằng lớp phủ. Xét từng cách: (1) Sơn kín bề mặt cánh cửa thép: tạo lớp sơn cách ly bề mặt → bảo vệ bề mặt. (2) Tráng kẽm lên tấm thép mỏng (tôn): tạo lớp phủ kim loại trên bề mặt → bảo vệ bề mặt. (3) Gắn tấm kẽm lên vỏ tàu thép: đây là bảo vệ điện hóa (phương pháp hy sinh anot), Zn bị ăn mòn thay Fe, không phải bảo vệ bề mặt. (4) Cho dầu mỡ lên ốc vít: tạo lớp dầu mỡ cách ly bề mặt → bảo vệ bề mặt. Vậy có 3 cách (1), (2), (4) sử dụng phương pháp bảo vệ bề mặt.

Có 3 cách sử dụng phương pháp bảo vệ bề mặt.

Đáp án : D
Khi gắn lá kẽm lên vỏ tàu(Fe) thì tạo pin điện với cực (-) là Zn
=> khi đó Zn bị oxi hóa chứ không phải là Fe => bảo vệ được tàu thời gian dài, chi phí tiết kiệm.

Người ta dùng các mẫu kẽm (Zn) gắn lên vỏ tàu biển để bảo vệ các tàu thép. Trong nước biển có dung dịch NaCl làm chất điện li, sẽ hình thành 2 cặp điện cực với Fe là cực dương, Zn là cực âm. Hiện tượng ăn mòn điện hóa xảy ra, Zn là cực âm nên bị ăn mòn, còn Fe là cực dương nên không bị ăn mòn.

a) Kim loại hy sinh phải có thế điện cực chuẩn thấp hơn (hoạt động mạnh hơn). $\Rightarrow$ Sai.
b) Nếu không tiếp xúc thì không tạo pin điện hóa nên không bảo vệ được. $\Rightarrow$ Đúng.
c) Khi tiếp xúc với Zn, Zn bị oxi hóa bảo vệ Fe $\Rightarrow$ Fe gỉ chậm. Khi tiếp xúc với Cu, Fe là anot nên gỉ nhanh hơn. Phát biểu ngược lại. $\Rightarrow$ Sai.
d) Gọi số mol Zn bị oxi hóa là $x$. $$Zn\to Zn(OH{)}_2$$ Khối lượng tăng: $$\Delta m=28-25=3\text{ g}$$ $$m_{Zn(OH{)}_2}-m_{Zn}=3$$ $$x(99-65)=3\Rightarrow x=\frac{3}{34}\approx 0,08824\text{ mol}$$ Khối lượng Zn đã phản ứng: $$m_{Zn}=0,08824\cdot 65\approx 5,735\text{ g}$$ Phần trăm: $$\%=\frac{5,735}{25}\cdot 100\approx 22,94\%$$ Suy ra d) Đúng.
a) Kim loại hy sinh phải có thế điện cực chuẩn thấp hơn (hoạt động mạnh hơn). $\Rightarrow$ Sai.
b) Nếu không tiếp xúc thì không tạo pin điện hóa nên không bảo vệ được. $\Rightarrow$ Đúng.
c) Khi tiếp xúc với Zn, Zn bị oxi hóa bảo vệ Fe $\Rightarrow$ Fe gỉ chậm. Khi tiếp xúc với Cu, Fe là anot nên gỉ nhanh hơn. Phát biểu ngược lại. $\Rightarrow$ Sai.
d) Gọi số mol Zn bị oxi hóa là $x$. $$Zn\to Zn(OH{)}_2$$ Khối lượng tăng: $$\Delta m=28-25=3\text{ g}$$ $$m_{Zn(OH{)}_2}-m_{Zn}=3$$ $$x(99-65)=3\Rightarrow x=\frac{3}{34}\approx 0,08824\text{ mol}$$ Khối lượng Zn đã phản ứng: $$m_{Zn}=0,08824\cdot 65\approx 5,735\text{ g}$$ Phần trăm: $$\%=\frac{5,735}{25}\cdot 100\approx 22,94\%$$ Suy ra d) Đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Tráng hoặc mạ lên bề mặt vật bằng Fe một lớp kim loại khác (Sn hoặc Zn) nhằm cách ly bề mặt kim loại với môi trường (không khí, hơi nước), tránh tiếp xúc trực tiếp gây ăn mòn. Đây là phương pháp chống ăn mòn bằng cách bảo vệ bề mặt. Lưu ý: phương pháp điện hóa là dùng kim loại hoạt động hơn làm âm điện để bảo vệ (dùng chất kim hãm), không phải trường hợp tráng/mạ lớp phủ nói chung. Đáp án khớp với đáp án nguồn (44-C).

(AI giải đề cho tôi)
Để bảo vệ vỏ tàu thép người ta dùng phương pháp bảo vệ điện hóa (anot hy sinh): gắn tấm kim loại hoạt động mạnh hơn sắt (Zn) vào đáy tàu. Khi đó Zn làm anot bị oxi hóa thay cho sắt: Zn → Zn²⁺ + 2e, còn sắt được bảo vệ làm catot. Trong các kim loại nêu ra (Cu, Ni, Ag đều kém hoạt động hơn Fe), chỉ có Zn thỏa mãn. Đáp án nguồn là A (bảng đáp án Đề 4: 44.A), trùng với kết quả giải độc lập.

(AI giải đề cho tôi)
Tôn là sắt được tráng một lớp kẽm (Zn) để bảo vệ chống ăn mòn (phương pháp bảo vệ điện hóa, Zn là kim loại hoạt động hơn Fe nên bị oxi hóa thay Fe). Đáp án trùng với đáp án nguồn: C.