Chuyên đề luyện thi Hóa học 12 năm 2023 cực hay - Phần 5: Ăn mòn kim loại - hợp kim

CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ
BÀI 9: ĂN MÒN KIM LOẠI – HỢP KIM Mục tiêu  Kiến thức
+ Nêu được khái niệm hợp kim, ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa.
+ Trình bày được tính dẫn (dẫn nhiệt, dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy…), ứng dụng của một số hợp
kim (thép không gỉ, đuyra).
+ Chỉ ra được điều kiện xảy ra sự ăn mòn kim loại.
+ Nêu được các biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn.  Kĩ năng
+ So sánh được bản chất của liên kết kim loại với liên kết ion và cộng hóa trị.
+ Phân biệt được ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa ở một số hiện tượng thực tế.
+ Biết cách sử dụng có hiệu quả một số đồ dùng bằng hợp kim dựa vào những đặc tính của chúng.
+ Giải được các bài tập có liên quan như tính phần trăm khối lượng kim loại trong hợp kim, tính
lượng kim loại bị ăn mòn …


I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM A. HỢP KIM 1. Khái niệm
Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.
Ví dụ: Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác 2. Tính chất
Hợp kim có nhiều tính chất hóa học tương tự tính chất của các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim,
nhưng có tính chất vật lí và cơ học khác nhiều.
Ví dụ: Thép inoc: Fe – Cr – Mn là hợp kim không bị ăn mòn…. 3. Ứng dụng
Hợp kim được sử dụng nhiều hơn kim loại nguyên chất và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân.
B. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI 1. Khái niệm
Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.
Trong đó, kim loại bị oxi hóa thành ion dương: 2. Phân loại
Có hai loại: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.
a. Ăn mòn hóa học
 Khái niệm: Là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp
đến các chất trong môi trường.  Đặc điểm:
Không phát sinh dòng điện.
Quá trình ăn mòn diễn ra chậm, khi tăng nhiệt độ, tốc độ ăn mòn nhanh hơn.
 Điều kiện xảy ra ăn mòn:
Môi trường không có chất điện li.
Một kim loại nguyên chất tiếp xúc với môi trường chất điện li.
Ví dụ: Al tác dụng với dung dịch HCl hoặc cho hợp kim Cu – Zn tác dụng với khí Cl2.
b. Ăn mòn điện hóa 
Khái niệm: Là quá trình oxi hóa - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch
chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.  Đặc điểm: Có phát sinh dòng điện.
Quá trình ăn mòn diễn ra nhanh.


Điều kiện xảy ra ăn mòn:
Các điện cực phải khác nhau về bản chất: cặp 2 kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại với phi kim.
Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau với nhau qua dây dẫn.
Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li.
Ví dụ: Để gang trong không khí ẩm.
3. Phương pháp chống ăn mòn kim loại
a. Phương pháp bảo vệ bề mặt
Dùng chất bền vững với môi trường phủ ngoài mặt kim loại.
Ví dụ: Sơn, mạ, ngâm dầu, mỡ….
b. Phương pháp điện hóa
Nối kim loại cần được bảo vệ với một kim loại hoạt động mạnh hơn để tạo thành pin điện hóa, khi đó kim
loại hoạt động mạnh hơn sẽ bị ăn mòn trước.
Ví dụ: Để bảo vệ vỏ tàu thuyền làm bằng thép, người ta gắn vào vỏ tàu những khối Zn để bảo vệ.
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA KHÁI NIỆM
Vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và
một số kim loại hoặc phi kim khác
Tính chất hóa học: tương tự tính chất của các Ợ I
đơn chất tham gia tạo thành hợp kim H P K M TÍNH CHẤT
Tính chất vật lí và cơ học: khác nhiều tính chất
của các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim ỨNG DỤNG
Ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân KHÁI NIỆM
Sự phá hủy bề mặt do môi trường
Các electron của kim loại được Ăn mòn
Không có chuyển trực tiếp đến các chất hóa học
dòng điện trong môi trường. N N I O I Ă M Ò K M L Ạ PHÂN LOẠI
Do tác dụng O2, H2O ở to cao.
Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa:
1. Các điện cực khác nhau về bản
chất: Kim loại – Kim loại; Ăn mòn Có dòng Kim loại – C (Pt) điện hóa điện
2. Các điện cực tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp.
3. Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch điện li. BẢO VỆ
 Phương pháp bề mặt: Bôi dầu mỡ, sơn, mạ, … KIM LOẠI
 Phương pháp điện hóa: Dùng kim loại có tính
khử mạnh hơn làm vật hi sinh.


II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm
Kiểu hỏi 1: Lí thuyết về hợp kim Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Phát biểu nào sau đây sai?
A. Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại khác hoặc phi kim.
B. Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần, cấu tạo của hợp kim.
C. Hợp kim có tính chất hóa học khác tính chất của các kim loại tạo ra chúng.
D. Hợp kim có tính chất vật lí và tính cơ học khác nhiều các kim loại tạo ra chúng.
Hướng dẫn giải
Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác A đúng.
Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần các đơn chất tham gia, cấu tạo mạng tinh thể của hợp kim B đúng.
Hợp kim có nhiều tính chất hóa học tương tự tính chất của các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim,
nhưng tính chất vật lí và tính chất cơ học của hợp kim lại khác nhiều với tính chất các đơn chất C sai, D đúng. Chọn C.
Ví dụ 2: Phát biểu nào sau đây sai về tính chất của hợp kim?
A. Liên kết trong đa số tinh thể hợp kim vẫn là liên kết kim loại.
B. Hợp kim thường dẫn nhiệt và dẫn điện tốt hơn kim loại nguyên chất.
C. Độ cứng của hợp kim thường lớn hơn độ cứng của kim loại nguyên chất.
D. Nhiệt độ nóng chảy của hợp kim thường thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nguyên chất.
Hướng dẫn giải
Đáp án B sai vì hợp kim còn chứa một số kim loại hoặc phi kim khác nên làm giảm độ dẫn điện và dẫn
nhiệt của kim loại nguyên chất. Chọn B.
Ví dụ 3: Một hợp kim gồm các kim loại sau: Ag, Zn, Fe, Cu. Hóa chất có thể hòa tan hoàn toàn hợp kim trên thành dung dịch là A. dung dịch NaOH.
B. dung dịch H2SO4 đặc, nguội. C. dung dịch HCl.
D. dung dịch HNO3 loãng.
Hướng dẫn giải
Để hòa tan hoàn toàn hợp kim thì dung dịch đó phải hòa tan tất cả các kim loại có trong hợp kim.
Dung dịch NaOH không hòa tan được Ag, Fe, Cu Loại A.
Dung dich H2SO4 đặc nguội không hòa tan được Fe Loại B.
Dung dịch HCl không hòa tan được Ag và Cu Loại C.