Hợp kim - Ăn mòn - Bảo vệ kim loại

Bài tập tương tác: gang, thép, duralumin; ăn mòn hóa học, điện hóa; phương pháp bảo vệ

Câu 1 – Nhôm bị oxi hóa thành hợp kim?

Khi để trong không khí, bề mặt lá nhôm bị oxi hóa tạo lớp phủ oxide. Lá nhôm có trở thành hợp kim không? Giải thích.

Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa kim loại cơ bản và các nguyên tố khác. Lớp phủ oxide (Al₂O₃) có thành phần Al và O, do đó lá nhôm trở thành hợp kim.
Câu 2 – Ghép hợp kim với kim loại cơ bản

Nối các hợp kim ở cột A với kim loại cơ bản (thành phần chính) ở cột B.

Hợp kim (Cột A)Kim loại cơ bản (chọn từ dropdown)
1. Gang
2. Thép
3. Dural (Duralumin)
4. Bronze (Đồng thau)
5. Inox (thép không gỉ)
6. Thiếc hàn
Đáp án: 1-Fe, 2-Fe, 3-Al, 4-Cu, 5-Fe, 6-Sn. Gang, thép, inox đều có Fe là kim loại cơ bản; Duralumin (Al); Bronze (Cu); Thiếc hàn (Sn).
Câu 3 – Đặc tính vượt trội của hợp kim

Nêu một số đặc tính vượt trội của gang, thép, duralumin so với kim loại cơ bản.

Gang: cứng hơn, giòn hơn sắt. Thép: cứng, chịu nhiệt, chống gỉ tùy loại. Duralumin: nhẹ, cứng và bền hơn nhôm.
Câu 4 – So sánh gang và thép

Hoàn thành bảng so sánh thành phần, tính chất, ứng dụng của gang và thép.

GangThép
Thành phần
Tính chất
Ứng dụng
Thành phần: Gang có C 2-5%, thép có C <2%. Tính chất: gang cứng, giòn; thép cứng, dẻo, chống ăn mòn. Ứng dụng: gang đúc máy, ống nước; thép xây dựng, dụng cụ, đường ray.
Câu 5 – Phân biệt ăn mòn hóa học và điện hóa

Điền các điểm khác biệt: điều kiện, bản chất.

Ăn mòn hóa học: kim loại tiếp xúc trực tiếp với chất oxi hóa, electron chuyển trực tiếp. Ăn mòn điện hóa: có hai điện cực khác nhau tiếp xúc dung dịch điện li, tạo pin điện, electron chuyển qua dây dẫn.
Câu 6 – Ăn mòn điện hóa cặp Zn-Fe và Sn-Fe

Cho cặp Zn-Fe và Sn-Fe tiếp xúc trong dung dịch điện li. Kim loại nào bị ăn mòn? Viết cơ chế.

🔹 Cặp Zn-Fe:
🔹 Cặp Sn-Fe:
Zn-Fe: Zn bị ăn mòn (Zn có tính khử mạnh hơn). Sn-Fe: Fe bị ăn mòn (Fe đứng trước Sn trong dãy điện hóa).
Câu 7 – Nhận biết ăn mòn điện hóa

Các trường hợp sau có xảy ra ăn mòn điện hóa không? Giải thích.

(a) Không (Na phản ứng hóa học với nước trước). (b) Có (Zn + Ag⁺ tạo cặp pin). (c) Không (phản ứng oxi hóa khử trực tiếp). (d) Có (Mg-Fe trong dd điện li). (e) Không (không có môi trường điện li).
Câu 8 – Thí nghiệm ăn mòn

(a) Zn + H₂SO₄ loãng xảy ra ăn mòn gì? (b) Thêm CuSO₄ thì ăn mòn gì? Giải thích.

(a) Ăn mòn hóa học. (b) Ăn mòn điện hóa do Zn đẩy Cu tạo cặp pin Zn-Cu, H⁺ nhận e trên Cu.
Câu 9 – Thép bị gỉ

Thép bị gỉ trong không khí khô, không khí ẩm, nước biển thuộc loại ăn mòn nào?

(a) Hóa học, (b) Điện hóa, (c) Điện hóa. Do có lớp nước mỏng hoặc nước biển là dung dịch điện li, tạo pin với Fe-C.
Câu 10 – Bảo vệ thép bằng kẽm

Khi gắn kẽm vào vỏ tàu thép, kim loại nào bị ăn mòn? Giải thích.

Kẽm bị ăn mòn vì Zn có tính khử mạnh hơn Fe, đóng vai trò anode hy sinh, bảo vệ Fe.
Câu 11 – Ăn mòn bạc

Bạc bị ăn mòn bởi O₂ và H₂S tạo Ag₂S màu đen. Viết PTHH, cho biết dạng ăn mòn và vai trò của O₂.

4Ag + O₂ + 2H₂S → 2Ag₂S + 2H₂O. Ăn mòn hóa học. O₂ là chất oxi hóa.
Câu 12 – Phương pháp anode hi sinh

Giải thích tên gọi "anode hi sinh". Nêu thêm ví dụ ứng dụng khác.

Kim loại hoạt động hơn (Zn) hy sinh bị ăn mòn thay cho thép. Ứng dụng: bảo vệ đường ống ngầm, giàn khoan, cầu cảng.
Câu 13 – Giải thích hiện tượng

Giải thích ngắn gọn các hiện tượng sau:

(a) Gắn kẽm vào vỏ tàu thép.

(b) Nối dây đồng với dây nhôm lâu ngày bị bong.

(c) Tôn (Fe tráng Zn) bền hơn sắt tây (Fe tráng Sn) khi dùng với nước.

(d) Thêm CuSO₄ vào dung dịch H₂SO₄ khi điều chế H₂ từ Zn thì H₂ thoát nhanh hơn.

(e) Vật bằng gang, thép gỉ nhanh khi tiếp xúc nước muối hoặc nước chanh.

(a) Zn hy sinh bảo vệ Fe. (b) Ăn mòn điện hóa do tiếp xúc hai kim loại khác nhau trong môi trường ẩm. (c) Zn hoạt động hơn Fe nên bị ăn mòn trước; Sn kém hoạt động hơn Fe nên Fe bị ăn mòn. (d) Tạo cặp pin Zn-Cu, ăn mòn điện hóa nhanh. (e) Dung dịch điện li mạnh làm tăng tốc độ ăn mòn điện hóa.
Câu 14 – Thí nghiệm ăn mòn điện hóa

Thí nghiệm: ống chữ U chứa dd NaCl 5%, nhúng thanh Cu và Zn, sau đó nối dây dẫn.

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

(b) Sau bước 3 (nối dây), phát biểu nào đúng? (chọn nhiều)

(c) Nhỏ phenolphthalein gần thanh đồng thấy hồng, nguyên nhân?

(b) Chọn các phát biểu đúng:
(a) Không kim loại nào bị ăn mòn (chưa nối dây). (b) Đúng: (2) và (5). (c) B: khử O₂ tạo OH⁻.