Hợp kim và sự ăn mòn kim loại lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 12)

Tài liệu Hợp kim và sự ăn mòn kim loại Hóa học lớp 12 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Hóa học 12.

Hợp kim và sự ăn mòn kim loại lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 12)

Xem thử

Chỉ từ 300k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Hóa học 12 (sách mới) bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG

I. Hợp kim

1. Khái niệm hợp kim và ứng dụng

(a) Khái niệm

- Hợp kim là vật liệu kim loại chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại khác hoặc phi kim.

VD: Thép, gang là hợp kim của Fe với C và một số nguyên tố khác.

        Duralumin là hợp kim của Al với Cu, Mn, Mg, Si.

(b) Ứng dụng

- Do có những tính chất vật lí vượt trội so với kim loại nên hợp kim ngày càng được sử dụng phổ biến trong đời sống và sản xuất.

VD: Hợp kim nhẹ, bền, chịu nhiệt được sử dụng trong chế tạo máy bay, ô tô, …

        Hợp kim có tính bền hóa học và cơ học cao được sử dụng trong công nghiệp hóa chất.

        Hợp kim không gỉ, không độc hại được dùng làm dụng cụ y tế, đồ gia dụng, …

2. Tính chất của hợp kim

- Tính chất hóa học của các hợp kim thường tương tự tính chất hóa học của các đơn chất tạo thành hợp kim.

- Tính chất vật lí và tính chất cơ học của hợp kim thường khác nhiều so với tính chất của các đơn chất tạo thành hợp kim.

VD: Hợp kim Au – Cu cứng hơn Au, hợp kim Fe – C có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của Fe, …

3. Một số hợp kim quan trọng của sắt và nhôm

(a) Hợp kim của sắt

Gang	Thép
- Gang là hợp kim của sắt chứa Fe, C (2 – 5%) và lượng nhỏ Mn, Si, P, S, … - Gang cứng và giòn hơn Fe. - Gang được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất thép, chế tạo dụng cụ đun nấu, các chi tiết máy, …	- Thép là hợp kim của sắt chứa Fe, C (< 2%) và lượng nhỏ Cr, Mn, Si, … + Thép carbon (Fe – C) có độ cứng và độ dẻo phù hợp để làm vật liệu trong ngành xây dựng, giao thông và cơ khí, … + Thép manganese (Fe, C, Mn) có độ cứng cao và khó bị mài mòn dùng làm đường ray xe lửa, máy nghiền đá, … + Thép không gỉ (Fe, C, Cr, Ni) được dùng làm dụng cụ phẫu thuật, chế tạo dao, kéo, …

(b) Hợp kim của nhôm

- Hợp kim quan trọng của nhôm được sử dụng phổ biến là dural (duralumin) gồm Al, Cu và một số nguyên tố khác như Mg, Mn, Fe, Si, …

- Duralumin nhẹ, cứng và bền nên được sử dụng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ, …

II. Sự ăn mòn kim loại

1. Ăn mòn kim loại

(a) Khái niệm

- Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các chất trong môi trường, trong đó kim loại bị oxi hóa.

(b) Các dạng ăn mòn kim loại trong tự nhiên

	Ăn mòn hóa học	Ăn mòn điện hóa
Đặc điểm	- Các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. - Ăn mòn xảy ra chậm.	- Các electron chuyển dời từ cực âm sang cực dương trong dung dịch chất điện li. - Ăn mòn xảy ra nhanh.
Điều kiện	Kim loại tiếp xúc trực tiếp với chất oxi hóa.	- Thỏa mãn cả 3 điều kiện: (1) 2 cặp điện cực khác nhau. (2) Các cặp điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn. (3) Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.

♦ Thí nghiệm ăn mòn điện hóa

- Nhúng thanh sắt và thanh đồng vào cốc đựng dung dịch H₂SO₄ loãng, sau đó nối thanh sắt với thanh đồng bằng dây dẫn và cho đi qua một vôn kế.

- Hiện tượng: + Khi chưa nối dây dẫn, phần thanh sắt trong dung dịch bị hòa tan và bọt khí H₂ thoát ra ở bề mặt thanh sắt.

                       + Khi nối dây dẫn, kim vôn kế bị lệch, bọt khí H₂ thoát ra cả ở thanh sắt và thanh đồng, phần thanh sắt trong dung dịch bị ăn mòn nhanh.

- Giải thích: + Khi chưa nối dây dẫn thì H₂ thoát ra ở bề mặt thanh sắt do sắt bị ăn mòn hóa học theo phản ứng: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

                    + Khi nối dây dẫn, một pin điện hóa được hình thành với sắt là cực âm bị ăn mòn điện hóa (Fe → Fe²⁺ + 2e), đồng là cực dương xảy ra sự khử H⁺ (2H⁺ + 2e → H₂)

2. Chống ăn mòn kim loại

Phương pháp điện hóa	Phương pháp bảo vệ bề mặt
- Dùng kim loại mạnh hơn ghép với kim loại hoặc hợp kim cần bảo vệ $\Rightarrow$ Kim loại mạnh hơn bị ăn mòn điện hóa. VD: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn các tấm kẽm lên vỏ tàu (phần chìm dưới nước).	- Ngăn không cho kim loại tiếp xúc trực tiếp với môi trường bằng cách: + Phủ lên kim loại cần bảo vệ các kim loại không gỉ như Au, Sn, Zn. VD: Mạ vàng lên đồng hồ, tráng thiếc lên thép (sắt tây), tráng kẽm lên là thép (tôn), … + Phù lên kim loại cần bảo vệ các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ như sơn, dầu, mỡ, …

❖ BÀI TẬP TỰ LUẬN

Câu 1. [CD - SGK] Khi để trong không khí, bề mặt của lá nhôm bị oxi hóa tạo lớp phủ oxide. Trong trường hợp này lá nhôm có trở thành hợp kim không? Giải thích.

Câu 2. [CD - SBT]  Nối các hợp kim ở cột A với kim loại cơ bản - kim loại là thành phần chính tương ứng ở cột B.

Cột A	Cột B
1. Gang	(a) Al
2. Thép	(b) Cu
3. Dural	(c) Fe
4. Bronze	(d) Sn
5. Inox
6. Thiếc hàn

Câu 3. [KNTT- SGK] Cho biết một số đặc tính vượt trội của hợp kim gang, thép, duralumin so với kim loại cơ bản trong hợp kim?

Câu 4. [CTST - SGK] Hãy so sánh thành phần, tính chất và ứng dụng của gang và thép.

Câu 5. [CTST - SGK] Phân biệt ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá.

Câu 6. [CTST - SBT] Cho những cặp kim loại sau đây tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li thì kim loại nào sẽ bị ăn mòn điện hoá?

(a) Zn - Fe.

(b) Sn - Fe.

Giải thích và trình bày cơ chế của sự ăn mòn.

Câu 7. [CD - SBT] Những trường hợp nào sau đây có xảy ra ăn mòn điện hoá? Giải thích.

(a) Cho một mẩu sodium vào dung dịch copper(II) sulfate.

(b) Nhúng một thanh kẽm vào dung dịch silver nitrate.

(c) Nhúng một thanh sắt vào dung dịch iron(III) chloride.

(d) Cho nước vào hỗn hợp bột magnesium, sắt và muối ăn.

(e) Trộn bột Zn vào bột CuSO₄.

Câu 8. [CD - SGK] Xét thí nghiệm sau:

(a) Cho mẩu kẽm vào ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid loãng.

(b) Tiếp tục cho vài giọt dung dịch copper(II) sulfate vào ống nghiệm ở ý (a) thì các bọt khí được tạo thành nhanh hơn.

Hãy cho biết trong mỗi giai đoạn trên xảy ra dạng ăn mòn nào. Giải thích.

Câu 9. [KNTT - SGK] Một số hiện tượng ăn mòn thép trong đời sống:

(a) Thép bị gỉ trong không khí khô.

(b) Thép bị gỉ trong không khí ẩm.

(c) Thép bị gỉ khi tiếp xúc với nước biển.

Hãy cho biết các hiện tượng ăn mòn thép trên thuộc loại ăn mòn hóa học hay ăn mòn điện hóa. Giải thích.

Câu 10. [KNTT - SGK] Các thiết bị bằng thép (đường ống, bể chứa, giàn khoan dầu, tàu thuỷ, …) trong môi trường biển hoặc dưới lòng đất ẩm ướt thường được bảo vệ bằng phương pháp điện hoá. Kim loại được sử dụng để bảo vệ thép thường là kẽm (Hình 22.4). Hãy cho biết kim loại nào bị ăn mòn. Giải thích

Câu 11. [CD - SBT]  Trang sức bằng bạc có thể bị ăn mòn bởi oxygen không khí khi có mặt hydrogen sulfide, tạo thành silver sulfide có màu đen. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra. Trong trường hợp này, bạc bị ăn mòn theo dạng ăn mòn hoá học hay ăn mòn điện hoá? Cho biết vai trò của oxygen trong quá trình này.

Câu 12. [CD - SBT] Để chống ăn mòn cho vỏ tàu biển làm bằng thép, bên cạnh việc phủ mặt ngoài của vỏ tàu bằng sơn, nhà sản xuất còn gắn nhiều khối kẽm lên mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước). Phương pháp này còn được gọi là "anode hi sinh". Tìm hiểu và giải thích vì sao phương pháp này lại có tên gọi như vậy. Bên cạnh vỏ tàu biển, phương pháp này còn có thể áp dụng cho những trường hợp nào khác? Tìm hiểu và nêu một vài ví dụ.

Câu 13. [CTST - SBT] Hãy giải thích các trường hợp sau:

(a) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn chặt những tấm kẽm vào phần vỏ tàu ngâm trong nước biển.

b) Khi nối một sợi dây điện bằng đồng với một sợi dây điện bằng nhôm thì lâu ngày tại điểm nối bị bong ra.

(c) Tôn (sắt tráng kẽm) có thể dùng chế tạo các đồ vật bền với nước còn sắt tây (sắt tráng thiếc) rất chóng hỏng nếu dùng với nước.

(d) Khi điều chế hydrogen từ kẽm và dung dịch H₂SO₄ nếu thêm một ít dung dịch CuSO₄ vào dung dịch acid, người ta thấy khí hydrogen thoát ra nhanh hơn.

(e) Một vật được làm bằng hợp kim sắt (gang, thép) bị gỉ rất nhanh trong trường hợp bề mặt của vật tiếp xúc nước muối hoặc nước chanh.

Câu 14. [CD - SBT] Thực hiện thí nghiệm sau:

Buớc 1: Cho dung dịch NaCl 5% vào ống thuỷ tinh hình chữ U như hình bên.

Buớc 2: Nhúng một thanh đồng và một thanh kẽm đã làm sạch vào hai đầu của ống chữ U.

Buớc 3: Nối hai thanh kim loại bằng dây dẫn.

(a) Sau bước 2, kim loại nào bị ăn mòn?

A. Đồng.                            

B. Kẽm.  

C. Cả hai đều bị ăn mòn.                    

D. Không kim loại nào bị ăn mòn.

(b) Sau bước 3, những phát biểu nào sau đây đúng?

(1) Hai kim loại kẽm và đồng đều bị ăn mòn.

(2) Kẽm bị oxi hoá và đóng vai trò là anode.

(3) Cu²⁺ bị khử thành Cu bám vào thanh đồng, làm khối lượng thanh đồng tăng dần.

(4) Không kim loại nào bị ăn mòn, nếu thay dung dịch NaCl thành dung dịch HCl thì ăn mòn mới diễn ra.

(5) Kẽm bị ăn mòn, đồng không bị ăn mòn.

(c) Khoảng vài phút sau bước 3, nhỏ vài giọt phenolphthalein vào dung dịch gần thanh đồng và quan sát thấy dung dịch dần chuyển sang màu hồng là do

A. dòng điện từ ăn mòn điện hoá đã điện phân NaCl thành dung dịch NaOH.

B. sự khử oxygen hoà tan trong dung dịch tạo môi trường base.

C. sự thuỷ phân muối NaCl làm tăng pH của dung dịch.

D. do phản ứng giữa Cu và dung dịch NaCl tạo hợp chất có tính base.

  BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

1. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

♦ Mức độ BIẾT

Câu 1. [KNTT - SBT] Hợp kim là

A. một kim loại tinh khiết.

B. hỗn hợp các kim loại có thành phần tuy ý.

C. hỗn hợp của kim loại nền với kim loại khác hoặc phi kim, có thành phần xác định.

D. hỗn họp hai phi kim.

Câu 2. [KNTT - SBT] Đồng đỏ hay đồng thiếc là một hợp kim của

A. đồng và nickel.                                                      

B. đồng và sắt.

C. đồng và thiếc.                                                        

D. đồng và aluminium.

Câu 3. [KNTT - SBT] Đồng thau là một hợp kim của

A. Đồng và thiếc.                                                        

B. Đồng và nickel.           

C. Đồng và aluminium.                                              

D. Đồng và kẽm.

Câu 4. [KNTT - SBT] Chất hay hỗn hợp chất nào sau đây không phải là hợp kim?

A. Thép.                                                                      

B. Đồng.                           

C. Đồng thau.                                                              

D. Đồng thiếc.

Câu 5. [KNTT - SBT] Thêm chromium vào thép thì tính chất nào sau đây được tăng cường?

A. Chống ăn mòn.                                                      

B. Tính dẫn điện.

C. Tính chất từ.                                                          

D. Tính dễ kéo sợi.

Câu 6. [KNTT - SBT] Duralumin là hợp kim của nhôm có thành phần chính là

A. nhôm và đồng.                                                       

B. nhôm và sắt.

C. nhôm và carbon.                                                    

D. nhôm và thuỷ ngân.

Câu 7. [CTST - SBT] Nhúng thanh kim loại Zn vào dung dịch chất nào sau đây thì xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá?

A. KCl.                             

B. HCl.                             

C. CuSO₄.                         

D. MgCl₂.

Câu 8. Đinh sắt bị ăn mòn điện hóa trong không khí ẩm khi gắn với kim loại nào sau đây?

A. Magnesium.                

B. Nhôm.                          

C. Kẽm.                            

D. Đồng.

Câu 9. [KNTT - SBT] Khi một vật bằng sắt tây (sát tráng thiếc) bị xây sát sâu tới lớp sắt bên trong để lâu trong không khí ẩm sẽ xảy ra quá trinh nào sau đây?

A. Sn bị ăn mòn điện hoá.                                          

B. Fe bị ăn mòn điện hoá.

C. Fe bị ăn mòn hoá học.                                           

D. Sn bị ăn mòn hoá học.

Câu 10. [KNTT - SBT] Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép người ta thường gắn vào vỏ tàu (phần ngâm dưới nước) những tấm kim loại nào sau đây?

A. Sn.                               

B. Pb.                                

C. Zn.                               

D. Cu.

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Hóa học lớp 12 các chủ đề hay khác:

• Chủ đề 3: Phương pháp tách kim loại

• Chủ đề 5: Ôn tập chương 6

• Chủ đề 1: Nguyên tố nhóm IA

• Chủ đề 2: Nguyên tố nhóm IIA

• Chủ đề 3: Ôn tập chương 7

• Chủ đề 1: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

---