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

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.

(1) đúng, vì sau bước 1, trong cả hai ống nghiệm xảy ra phản ứng giữa Zn và dung dịch axit H${}_2$SO${}_4$.
PTHH: Zn + H${}_2$SO${}_4$ → ZnSO${}_4$ + H${}_2$ ↑
(2) đúng, vì Zn tác dụng trực tiếp với axit H${}_2$SO${}_4$ (bị ăn mòn) → ăn mòn hóa học.
(3) đúng, vì axit HCl loãng và H${}_2$SO${}_4$ loãng có tính chất hóa học tương tự nhau (bản chất là H${}^{+}$ + Zn).
(4) sai,
- Ở ống nghiệm 1, Zn phản ứng với dung dịch CuSO${}_4$ tạo ra Cu bám màu kẽm (Zn – Cu) cùng nhưng trong dung dịch chất điện li trong ống nghiệm → ăn mòn điện hóa.
- Ở ống nghiệm 2, Zn không phản ứng với dung dịch MgSO${}_4$ → không xảy ra ăn mòn điện hóa.
(5) đúng, vì sau khi nhỏ CuSO${}_4$ vào ống nghiệm 1 sẽ làm cho lượng khí thoát ra nhiều và nhanh hơn.

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).

Đáp số 234
(1) Sai vì xảy ra ăn mòn hóa học
(5) Sai vì không phản ứng

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng thí nghiệm:
(1) Dây Zn sạch vào dung dịch HCl: Zn là kim loại tinh khiết, phản ứng $Zn+2HCl\to ZnC{l}_2+H_2\uparrow$ là ăn mòn hóa học, không tạo cặp vi pin nên không phải ăn mòn điện hóa.
(2) Zn trong HCl có thêm vài giọt CuSO${}_4$: $Zn+C{u}^{2+}\to Z{n}^{2+}+Cu$, lớp Cu bám trên dây Zn tạo cặp điện hóa Zn–Cu trong môi trường HCl → xuất hiện ăn mòn điện hóa (Zn là cực âm bị ăn mòn, cực dương là Cu: $2H^{+}+2e\to H_2$).
(3) Đinh sắt quấn dây đồng nhúng vào NaCl: Fe và Cu tiếp xúc nhau trong dung dịch điện phân NaCl (có O${}_2$ hòa tan) tạo pin ăn mòn, Fe là cực âm bị ăn mòn ($Fe\to F{e}^{2+}+2e$), cực dương Cu: $O_2+2H_{2}O+4e\to 4O{H}^{-}$ → ăn mòn điện hóa.
(4) Dây thép (hợp kim Fe chứa C) trong HCl: Fe và C tạo vi pin, Fe là cực âm bị ăn mòn, cực dương C: $2H^{+}+2e\to H_2$ → ăn mòn điện hóa.
(5) Dây Ag trong CuSO${}_4$: Ag đứng sau Cu trong dãy hoạt động hóa học, không phản ứng, không bị ăn mòn.
Vậy các thí nghiệm có ăn mòn điện hóa là (2), (3), (4). Theo thứ tự tăng dần: 2, 3, 4.

Fe bị ăn mòn điện hóa khi Fe có tính khử mạnh hơn chất làm điện cực còn lại.

$\to$ Có 2 thí nghiệm trong đó Fe bị ăn mòn điện hóa là (2)(5), cặp điện cực đều là Fe-Cu

a) sai
b) đúng
c) sai
d) sai

(AI giải đề cho tôi)
a) Sai. Trong nước muối (môi trường chất điện li), sắt bị ăn mòn điện hóa: đinh thép (thép carbon) tạo nên các cục pin Fe–C, Fe làm anode bị oxi hóa (Fe → Fe²⁺ + 2e), carbon làm cathode, O₂ khử tại cathode. Đây không phải ăn mòn hóa học.

b) Đúng. Zn có tính khử mạnh hơn Fe (E°(Zn²⁺/Zn) = −0,76 V < E°(Fe²⁺/Fe) = −0,44 V), nên trong cặp điện hóa Zn–Fe ngâm trong dung dịch NaCl, Zn làm anode bị oxi hóa (Zn → Zn²⁺ + 2e), Fe làm cathode được bảo vệ (phương pháp bảo vệ điện hóa bằng anode hi sinh). Kết quả thí nghiệm: dây kẽm bị ăn mòn, đinh thép gần như không bị ăn mòn — phù hợp.

c) Sai. Cu có tính khử yếu hơn Fe (E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V), nên trong cặp điện hóa Fe–Cu, Fe làm anode bị oxi hóa mạnh hơn, tức là dây đồng làm tăng tốc độ ăn mòn đinh thép (kết quả cốc 3: cây đinh bị gỉ). Quấn dây đồng không phải cách chống ăn mòn; muốn bảo vệ đinh thép phải quấn kim loại có tính khử mạnh hơn Fe như kẽm.

d) Sai. Giả thuyết cho rằng sự ăn mòn chỉ phụ thuộc vào các chất trong môi trường. Nhưng so sánh cốc 2 và cốc 3 (cùng môi trường dung dịch NaCl bão hòa) cho kết quả khác nhau: cốc 2 đinh thép được bảo vệ, cốc 3 đinh thép bị gỉ. Điều này chứng tỏ sự ăn mòn còn phụ thuộc vào bản chất của kim loại (tính khử của kim loại tiếp xúc), không chỉ phụ thuộc môi trường. Do đó giả thuyết sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
Trong dung dịch NaCl, sắt bị ăn mòn điện hóa (pin Fe–C), không phải ăn mòn hóa học.
b) (AI giải đề cho tôi)
Zn mạnh khử hơn Fe nên làm anode hi sinh bị ăn mòn, bảo vệ đinh thép — đúng với kết quả cốc 2.
c) (AI giải đề cho tôi)
Cu yếu khử hơn Fe nên Fe làm anode bị ăn mòn nhanh hơn; quấn dây đồng không chống được ăn mòn.
d) (AI giải đề cho tôi)
Cốc 2 và cốc 3 cùng môi trường NaCl nhưng kết quả khác nhau, chứng tỏ sự ăn mòn còn phụ thuộc bản chất kim loại, giả thuyết sai.

(AI giải đề cho tôi)
Cốc 2: Fe quấn dây zinc trong dung dịch NaCl tạo pin điện hóa Fe–Zn. Zn hoạt động hóa học mạnh hơn Fe nên Zn là cực âm (anode) bị ăn mòn: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e^{-}$; sắt là cực dương được bảo vệ. Cốc 3: Fe quấn dây copper, Fe hoạt động mạnh hơn Cu nên Fe là cực âm bị ăn mòn: $Fe\to F{e}^{2+}+2e^{-}$; Cu là cực dương. Do đó ở cốc 2 zinc bị ăn mòn, ở cốc 3 sắt là cực âm của pin điện hóa nên bị ăn mòn → đáp án C (đáp án C được tô đậm trong nguồn, trang 6). A sai vì đây là ăn mòn điện hóa, không phải ăn mòn hóa học; B sai vì ở cốc 2 sắt không bị ăn mòn và ở cốc 3 sắt bị ăn mòn; D sai vì zinc là cực âm (không phải cực dương) và copper là cực dương (không phải cực âm).

Hướng dẫn giải:
- TN 1: Cho hơi nước đi qua ống đựng bột sắt nung nóng; ăn mòn hóa học
- TN 2: Cho đinh sắt nguyên chất vào dung dịch H${}_2$SO${}_4$ loãng có nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO${}_4$; ăn mòn điện hóa
- TN 3: Cho từng giọt dung dịch Fe(NO${}_3$)${}_2$ vào dung dịch AgNO${}_3$; không phải ăn mòn kim loại
- TN4: Để thanh thép (hợp kim của sắt với cacbon) trong không khí ẩm; ăn mòn điện hóa
- TN5: Nối 2 đầu dây điện nhôm và đồng để trong không khí ẩm; ăn mòn điện hóa

- TN1: Cho hơi nước đi qua ống đựng bột sắt nung nóng; ăn mòn hóa học.
- TN2: Cho đinh sắt nguyên chất vào dung dịch H2SO4 loãng có nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO4; ăn mòn điện hóa.
- TN3: Cho từng giọt dung dịch Fe(NO3)2 vào dung dịch AgNO3; không phải ăn mòn kim loại.
- TN4: Để thanh thép (hợp kim của sắt với cacbon) trong không khí ẩm; ăn mòn điện hóa.
- TN5: Nối 2 đầu dây điện nhôm và đồng để trong không khí ẩm; ăn mòn điện hóa.
Vậy có 3 trường hợp xảy ra ăn mòn điện hóa học.

Chọn B.
(a) Sai, bảo quản Na bằng dầu hỏa.
(b) Đúng, nhôm bị thụ động hóa bởi $H_{2}S{O}_4$ đặc, nguội.
(c) Đúng, $F{e}_2{O}_3$ tan trong $HN{O}_3$ xảy ra phản ứng trao đổi còn $F{e}_3{O}_4$ tan trong $HN{O}_3$ xảy ra phản ứng oxi hóa khử đồng thời có khí thoát ra.
(d) Đúng, thỏa mãn cả ba điều kiện của ăn mòn điện hóa học.

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)
Câu 66: Xét từng phát biểu. (A) Sai: Ag là kim loại dẫn điện tốt nhất, Fe dẫn điện kém hơn Ag. (B) Sai: Mg là kim loại mạnh hơn H2 (dãy hoạt động), nên ở nhiệt độ thường H2 không khử được MgO. (C) Đúng: Cho Fe vào dung dịch CuSO4, trên bề mặt Fe có thể tạo thành các vi cục pin Fe–Cu (Cu bám trên bề mặt Fe do phản ứng Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu), hai kim loại khác nhau tiếp xúc trong dung dịch điện ly nên xảy ra ăn mòn điện hoá học. (D) Sai: Al chỉ thụ động với HNO3 đặc nguội; với HNO3 đặc nóng Al phản ứng bình thường. Vậy đáp án là C, khớp với đáp án nguồn (66C).

(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.

(AI giải đề cho tôi)
Ăn mòn điện hoá xảy ra ở kim loại hoạt động hơn (làm anode). Xét từng hợp kim: Fe-Cu: Fe mạnh hơn Cu nên Fe là anode, bị ăn mòn. Fe-C: Fe mạnh hơn C (phi kim), Fe là anode, bị ăn mòn. Zn-Fe: Zn mạnh hơn Fe nên Zn là anode bị ăn mòn, Fe được bảo vệ (không ăn mòn). Mg-Fe: Mg mạnh hơn Fe nên Mg là anode bị ăn mòn, Fe được bảo vệ. Vậy có 2 hợp kim (Fe-Cu và Fe-C) mà Fe bị ăn mòn điện hoá.