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

(AI giải đề cho tôi)
Câu 53: Xét từng kết luận. A đúng: Cu khử được Fe³⁺ vì $E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})=0,77V>E^0(C{u}^{2+}/Cu)=0,34V$, phản ứng $Cu+2F{e}^{3+}\to C{u}^{2+}+2F{e}^{2+}$ xảy ra. B đúng: Ca(OH)₂ làm mềm nước cứng tạm thời qua $Ca(HC{O}_3{)}_2+Ca(OH{)}_2\to 2CaC{O}_3\downarrow +2H_{2}O$. C sai: Ống thép chôn dưới đất được bảo vệ chủ yếu bằng phương pháp điện phân (catot hy sinh - gắn kim loại hoạt động hơn như Zn, hoặc nguồn ngoài), không phải lớp sơn dày vì sơn dễ bong tróc dưới đất. D đúng: Phèn chua $KAl(S{O}_4{)}_2\cdot 12H_{2}O$ được dùng trong công nghiệp giấy (keo tụ, tạo keo nhôm hydroxit). Vậy kết luận không đúng là C, trùng với đáp án nguồn (53C).

a) Sai (Sắt gỉ chậm hơn khi cạnh kẽm). b) Sai (Thế điện cực chuẩn phải thấp hơn - tính khử mạnh hơn). c) Đúng. d) Đúng.

- Đáp số: 2.

Người ta gắn tấm kẽm vào vỏ ngoài của tàu thủy ở phần chìm trong nước biển để chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hóa 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.

Khi gắn Zn vào thép, Zn hoạt động hóa học mạnh hơn Fe nên Zn bị oxi hóa trước, đóng vai trò anode hi sinh. Vì vậy nói Zn đóng vai trò cathode là sai.
⇒ Đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 4 (Phần II) – Bảo vệ điện hóa vỏ tàu bằng khối zinc.
a) Sai. Sn có thế điện cực tiêu chuẩn cao hơn Fe (E°(Sn²⁺/Sn) ≈ −0,14 V > E°(Fe²⁺/Fe) ≈ −0,44 V), nên Sn không hoạt động hóa học hơn Fe. Nếu gắn Sn, vỏ tàu (Fe) sẽ đóng vai trò cực âm bị oxi hóa, làm vỏ tàu ăn mòn nhanh hơn thay vì được bảo vệ. Chỉ kim loại hoạt động mạnh hơn Fe (như Zn, Mg, Al) mới bảo vệ được.
b) Sai. Tính lại: khối lượng Zn tham gia tạo dòng điện là 80% của 6,50 kg: m = 0,8 × 6500 = 5200 g. Số mol Zn: n = 5200/65,38 ≈ 79,535 mol. Quá trình oxi hóa: Zn → Zn²⁺ + 2e, nên số mol electron = 2n ≈ 159,07 mol. Điện lượng: Q = 159,07 × 96485 ≈ 1,5348 × 10⁷ C. Thời gian: t = Q/I = 1,5348 × 10⁷/0,5 ≈ 3,0696 × 10⁷ s ≈ 355,1 ngày ≈ 355 ngày. Kết quả này khác 447 ngày nên phát biểu (b) sai. (Nếu tính cả 100% khối Zn: t ≈ 444 ngày, vẫn không đúng 447 ngày.)
c) Sai. Ở bề mặt vỏ tàu (cathode) xảy ra quá trình khử oxygen hòa tan: O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH⁻ (ăn mòn không khí/khử oxygen), chứ không phải quá trình oxi hóa oxygen. Oxygen là chất oxi hóa, nhận electron, không bị oxi hóa.
d) Đúng. Trong phương pháp bảo vệ điện hóa bằng anode hy sinh, Zn hoạt động mạnh hơn Fe nên đóng vai trò cực âm (anode) bị oxi hóa: Zn → Zn²⁺ + 2e; vỏ tàu bằng thép đóng vai trò cực dương (cathode) được bảo vệ, nơi oxygen bị khử.
Kết luận: a) Sai; b) Sai; c) Sai; d) Đúng – phù hợp với đáp án nguồn (4a S, 4b S, 4c S, 4d D).
a) (AI giải đề cho tôi)
Sn kém hoạt động hóa học hơn Fe (E° Sn²⁺/Sn ≈ −0,14 V > E° Fe²⁺/Fe ≈ −0,44 V), nên thay Zn bằng Sn thì Fe trở thành cực âm bị oxi hóa, vỏ tàu ăn mòn nhanh hơn thay vì được bảo vệ.
b) (AI giải đề cho tôi)
m Zn tham gia = 0,8 × 6500 = 5200 g; n(Zn) = 5200/65,38 ≈ 79,535 mol; n(e) = 159,07 mol; Q = 159,07 × 96485 ≈ 1,5348 × 10⁷ C; t = Q/0,5 ≈ 3,0696 × 10⁷ s ≈ 355 ngày ≠ 447 ngày → sai.
c) (AI giải đề cho tôi)
Ở bề mặt vỏ tàu (cathode) xảy ra quá trình khử oxygen hòa tan: O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH⁻, không phải quá trình oxi hóa oxygen.
d) (AI giải đề cho tôi)
Zn hoạt động mạnh hơn Fe nên là cực âm (anode) bị oxi hóa: Zn → Zn²⁺ + 2e; vỏ tàu thép là cực dương (cathode) được bảo vệ.

(a) Sai, tráng Sn lên Fe là phương pháp bảo vệ kim loại bằng phương pháp bảo vệ bề mặt (Sn phủ kín bề mặt Fe và ngăn cản các chất ngoài môi trường tiếp cận Fe).

(b) Đúng, do có nhiều kiểu mạng tinh thể nên kim loại nhóm IIA có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy biến đổi không theo qui luật nhất định.

(c) Đúng: Fe${}_2$O${}_3$ + 3CO (t°) → 2Fe + 3CO${}_2$

(d) Sai, hợp kim được tạo ra bằng cách trộn đều các kim loại (hoặc kim loại với phi kim) với nhau ở trạng thái nóng chảy, sau đó để nguội cho chúng kết tinh lại thành một khối đồng nhất.

A. Tăng tốc quá trình ăn mòn do xuất hiện ăn mòn điện hóa với các điện cực Fe-Cu, Al-Cu.

B. Tăng tốc quá trình ăn mòn do dùng giấy ráp sẽ cạo đi lớp bảo vệ, bề mặt kim loại sạch sẽ bị ăn mòn hóa học tiếp.

C. Kim hãm sự ăn mòn do sơn hay dầu mỡ sẽ tạo vùng đệm ngăn cách kim loại tiếp xúc với môi trường.

D. Tăng tốc quá trình ăn mòn do nước muối điện ly mạnh tạo môi trường thúc đẩy quá trình ăn mòn.

(AI giải đề cho tôi)
Bảo quản ống thép bằng phương pháp điện hóa (bảo vệ cathodic - hy sinh anode) là gắn kim loại hoạt động mạnh hơn sắt để kim loại đó bị oxi hóa thay cho thép. Trong các đáp án, chỉ có Zn (kẽm) là kim loại hoạt động mạnh hơn Fe (trong dãy điện hóa: Zn đứng trước Fe, còn Pb, Cu, Ag đứng sau Fe nên không bảo vệ được thép). Kẽm bị oxi hóa trước, đóng vai trò anode âm tính, bảo vệ ống thép khỏi bị ăn mòn. Đáp án khớp với nguồn: 59-B.

(AI giải đề cho tôi)
Phương pháp điện hoá bảo vệ ống thép (chủ yếu là Fe) là phương pháp bảo vệ cathode bằng anot hy sinh: gắn vào mặt ngoài ống những khối kim loại hoạt động mạnh hơn Fe để kim loại đó bị oxi hoá thay cho Fe. Trong các lựa chọn, chỉ có Zn có thế điện cực chuẩn thấp hơn Fe ($E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,76V<E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=-0,44V$), còn Pb ($-0,13V$), Cu ($+0,34V$), Ag ($+0,80V$) đều kém hoạt động hơn Fe nên không bảo vệ được. Vậy cần gắn các khối kẽm (Zn). Đáp án khớp với đáp án nguồn (52.A).

(AI giải đề cho tôi)
Bảo vệ thép bằng phương pháp điện hóa (anode hy sinh): gắn kim loại hoạt động mạnh hơn sắt (như kẽm, Zn) vào vỏ tàu. Zn có thế điện cực chuẩn thấp hơn Fe (E° Zn2+/Zn = -0,76 V < E° Fe2+/Fe = -0,44 V), nên khi tạo cặp điện phân với thép, Zn bị oxi hóa làm anode hy sinh, còn Fe được bảo vệ làm cathode. Pb, Sn, Ni đều kém hoạt động hơn hoặc gần bằng Fe nên không bảo vệ được thép. Đáp án: A.

(AI giải đề cho tôi)
Phương pháp bảo vệ thép khỏi ăn mòn điện hóa bằng cách gắn kim loại hoạt động mạnh hơn sắt (Zn). Zn làm anot bị oxi hóa thay cho Fe (anot hy sinh): Zn - 2e → Zn²⁺, còn Fe được bảo vệ. Cu, Sn, Pb đều kém hoạt động hơn Fe nên không dùng được.

Chọn C.
Muốn bảo vệ ống thép, người ta gắn một kim loại hoạt động mạnh hơn sắt, thường là Zn. Zn bị oxi hóa trước, đóng vai trò “vật hi sinh”, giúp sắt không bị ăn mòn.
Vì vậy miếng kẽm được gắn vào đường ống và bị oxi hóa thay cho đường ống.

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.

(AI giải đề cho tôi)
Khi lớp mạ bị trầy xước, thép (chủ yếu là Fe) tiếp xúc với kim loại lớp mạ tạo thành cặp ăn mòn điện hóa trong không khí ẩm. Để thép được bảo vệ, kim loại lớp mạ phải hoạt động mạnh hơn Fe (có thế chuẩn âm hơn) để làm âm cực (cathode bảo vệ), còn lớp mạ bị ăn mòn thay. Trong các kim loại Zn, Cu, Pb, Ni, chỉ có Zn hoạt động mạnh hơn Fe ($E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,76V<E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=-0,44V$). Cu, Pb, Ni đều kém hoạt động hơn Fe nên khi trầy xước, Fe làm âm cực và bị ăn mòn. Do đó chỉ lớp mạ kẽm (Zn) còn bảo vệ được thép khi bị trầy xước (phương pháp bảo vệ bằng kim loại thỏi/vỏ hy sinh). Đáp án khớp với đáp án nguồn: C.

(AI giải đề cho tôi)
Để bảo vệ vỏ tàu thép, người ta gắn những tấm kẽm (Zn) vào phần vỏ tàu ngập trong nước. Zn hoạt động mạnh hơn Fe nên đóng vai trò là cực âm, bị oxi hóa thay cho sắt (phương pháp bảo vệ điện hóa - anot hy sinh): $Zn\to Z{n}^{2+}+2e^{-}$. Nhờ đó vỏ tàu bằng thép (Fe) được bảo vệ khỏi bị ăn mòn. Đáp án đúng là C, trùng với đáp án nguồn (15C).

Các cách dùng phủ bề mặt là: (1) Sơn kín bề mặt. (2) Tráng thiếc. (4) Mạ chromium.
Còn (3) gắn Zn là phương pháp bảo vệ điện hóa, không phải phủ bề mặt.

(AI giải đề cho tôi)
Anode hi sinh phải là kim loại có thế điện cực chuẩn âm hơn sắt ($E_{F{e}^{2+}/Fe}^o=-0,440$ V) để bị oxi hoá thay sắt. Mg (-2,372 V), Al (-1,662 V), Zn (-0,762 V) đều âm hơn Fe nên dùng được. Cu (+0,340 V) và Ag (+0,799 V) có thế dương hơn Fe, không thể đóng vai trò anode hi sinh (chúng sẽ trở thành cathode, khiến thép bị ăn mòn nhanh hơn). Vậy nhóm không thể dùng là Cu và Ag.

(a) Đúng: Zn có tính khử mạnh hơn Fe, nên Zn bị oxi hóa (tan dần) thay cho Fe (bồn thép)
(b) Đúng: Bồn thép được bảo vệ nên đóng vai trò cathode (nơi xảy ra khử).
(c) Đúng: Nước ngầm, muối khoáng trong đất là môi trường điện phân → đóng vai trò dung dịch điện li.
(d) Sai: Hiệu điện thế giữa hai điện cực càng lớn (ví dụ Zn – Fe chênh lệch nhiều) thì tốc độ ăn mòn anode (Zn) càng nhanh, không phải càng chậm.
→ Số phát biểu đúng: 3 (a, b, c).
Lưu ý: nguồn in gạch chân phương án B (2) nhưng lời giải kết luận 3 phát biểu đúng (tương ứng C) — mâu thuẫn trong nguồn; đáp án chính thức được đánh dấu không xác định.

a) Sai: tính toán cho phần trăm khối lượng Zn bị oxi hóa là 26,00%, không phải 28,46%. b) Sai: thép bị gỉ chậm hơn khi tiếp xúc với kẽm và gỉ nhanh hơn khi tiếp xúc với đồng (đề bị ngược). c) Đúng: kẽm là anode, thép là cathode, bản chất là hoạt động của pin điện hóa. d) Đúng: kim loại hy sinh có thế điện cực chuẩn thấp hơn kim loại cần được bảo vệ.
a) Ban đầu khối kẽm có khối lượng 50,0 gam. Sau một thời gian, khối kẽm nặng 56,8 gam. Giả sử có x mol Zn bị oxi hóa thành Zn(OH)₂. Mỗi mol Zn chuyển thành Zn(OH)₂ thì khối lượng tăng thêm là: Zn → Zn(OH)₂; M(Zn) = 65 g/mol; M[Zn(OH)₂] = 65 + 2.17 = 99 g/mol; khối lượng tăng thêm mỗi mol: 99 − 65 = 34 gam. Ta có: 34x = 56,8 − 50,0 = 6,8, suy ra x = 6,8 : 34 = 0,2 mol. Khối lượng Zn đã bị oxi hóa là: mZn = 0,2.65 = 13 gam. Phần trăm khối lượng Zn đã bị oxi hóa: 13 : 50 . 100% = 26,00%. Đề bài nói 28,46% nên phát biểu sai.
b) Kẽm hoạt động hóa học mạnh hơn sắt nên khi thép tiếp xúc với kẽm, kẽm bị ăn mòn trước, thép được bảo vệ. Đồng hoạt động hóa học yếu hơn sắt nên khi thép tiếp xúc với đồng trong môi trường điện li, sắt trở thành anode và bị ăn mòn nhanh hơn. Vì vậy phải là: thép bị gỉ chậm hơn khi tiếp xúc với kẽm; thép bị gỉ nhanh hơn khi tiếp xúc với đồng. Phát biểu trong đề bị ngược nên sai.
c) Khi dùng kẽm để bảo vệ thép: Zn là kim loại hoạt động mạnh hơn, bị oxi hóa trước; Zn đóng vai trò anode; vật bằng thép đóng vai trò cathode và được bảo vệ. Quá trình ở anode: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e$. Electron chuyển sang thép, làm thép không bị oxi hóa. Vậy phát biểu đúng.
d) Kim loại hi sinh phải dễ bị oxi hóa hơn kim loại cần bảo vệ. Do đó kim loại hi sinh thường có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn, tức âm hơn, so với kim loại cần bảo vệ. Ví dụ: $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0<E_{F{e}^{2+}/Fe}^0$ nên Zn có thể bảo vệ Fe. Phát biểu đúng.

Khi nối Zn với thép (thành phần chính là Fe) thì Zn sẽ bị ăn mòn trước, lớp vỏ tàu bằng thép sẽ được bảo vệ