ĐỀ ÔN TẬP HÓA HỌC – ĐỀ SỐ 20
Đề luyện tập tự biên soạn, không phải đề thi chính thức. Cho M(Mg)=24 g/mol; M(Zn)=65 g/mol. Trong môi trường trung tính có oxygen, có thể dùng bán phản ứng cathode O2 + 2H2O + 4e− → 4OH−.
Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn
- Ăn mòn kim loại là quá trình kim loại bị
- khử thành kim loại tinh khiết
- oxi hóa thành ion hoặc hợp chất trong môi trường
- nóng chảy mà không đổi thành phần
- hòa tan vật lí không có phản ứng
- Trong ăn mòn điện hóa, vị trí anot là nơi xảy ra
- khử oxygen và nhận electron
- trung hòa acid bằng base
- oxi hóa kim loại và giải phóng electron
- kết tủa mọi ion kim loại
- Hai điều kiện thường cần để hình thành ăn mòn điện hóa là
- các điện cực khác bản chất/điều kiện tiếp xúc điện và cùng tiếp xúc dung dịch điện li
- kim loại phải ở trạng thái khí
- chỉ cần không khí khô
- có ánh sáng và chất xúc tác enzyme
- Sắt trong không khí ẩm có thể bị ăn mòn vì trên bề mặt hình thành
- một dung dịch sắt nóng chảy
- một lớp oxygen đặc khít luôn bảo vệ sắt
- một chất xúc tác làm sắt tự phân hạch
- các vi pin điện hóa có vùng anot và cathode
- Trong một vi pin ăn mòn sắt trung tính có oxygen, bán phản ứng anot phù hợp là
- Fe → Fe2+ + 2e−
- O2 + 2H2O + 4e− → 4OH−
- Fe2+ + 2e− → Fe
- 2H2O → O2 + 4H+ + 4e−
- Trong môi trường trung tính có oxygen, quá trình cathode thường gồm
- Fe nhường electron tạo Fe2+
- nước mất electron tạo sắt
- oxygen nhận electron tạo ion hydroxide
- chloride bị khử thành oxygen
- Mạ kẽm lên sắt giúp bảo vệ sắt chủ yếu vì
- kẽm dễ bị oxi hóa hơn và có thể làm anot hi sinh
- kẽm ngăn mọi phản ứng hóa học trong mọi điều kiện
- sắt trở thành phi kim
- kẽm hút hết nước khỏi không khí
- Nếu lớp mạ kẽm bị xước nhưng kẽm còn tiếp xúc điện với sắt và môi trường ẩm,
- kẽm có thể tiếp tục bị oxi hóa ưu tiên, bảo vệ sắt
- sắt luôn bị oxi hóa trước kẽm
- cả hai kim loại lập tức thành khí
- không còn phản ứng điện hóa nào xảy ra
- Nối một khối thép chôn dưới đất với thanh Mg để chống ăn mòn là phương pháp
- tạo gỉ có chủ đích
- bảo vệ cathode bằng anot hi sinh
- mạ điện bằng đồng
- điện phân nước
- Sơn phủ bề mặt sắt giúp giảm ăn mòn chủ yếu bằng cách
- làm tăng độ dẫn điện của nước
- tạo thêm nhiều vùng anot
- chuyển sắt thành hợp kim trong lòng vật
- cách ly kim loại khỏi nước và oxygen
- Một vật sắt nối điện với đồng rồi đặt trong nước muối. Trong cặp Fe–Cu này, kim loại dễ bị oxi hóa hơn thường là
- cả hai không thể phản ứng
- Cu
- không thể xác định nếu có nước
- Fe
- Tăng nồng độ muối trong lớp nước trên bề mặt kim loại thường làm ăn mòn điện hóa nhanh hơn vì
- kim loại mất tính dẫn điện hoàn toàn
- độ dẫn điện của môi trường tăng
- oxygen biến thành kim loại
- phản ứng oxi hóa trở thành phản ứng hạt nhân
- Nhôm thường chống ăn mòn khá tốt trong không khí vì bề mặt tạo được
- màng muối ăn tan nhanh
- màng oxide mỏng, bám chặt, hạn chế phản ứng tiếp diễn
- lớp nhôm lỏng luôn chảy xuống
- lớp sắt bảo vệ
- Gỉ sắt thường không bảo vệ kim loại bên dưới tốt như màng oxide nhôm vì gỉ sắt thường
- xốp, bong tróc, để lộ bề mặt sắt mới
- bám chặt tuyệt đối không nứt
- dẫn điện bằng không trong mọi điều kiện
- chỉ là nước tinh khiết
- Trong phản ứng ăn mòn Fe → Fe2+ + 2e−, một mol Fe bị oxi hóa đã nhường
- 4 mol electron
- 1 mol electron
- 2 mol electron
- 3 mol electron
- Nếu một vật kim loại tiếp xúc điện với kim loại kém hoạt động hơn trong môi trường điện li, kim loại hoạt động hơn thường là
- chất điện li
- anot và bị oxi hóa ưu tiên
- cathode và luôn được mạ tự động
- chất oxi hóa
- Bôi dầu lên bề mặt dụng cụ thép sau khi làm khô có thể hạn chế gỉ vì
- dầu cung cấp ion Fe2+
- dầu biến Fe thành Zn
- dầu làm tăng diện tích anot
- lớp dầu cản nước và oxygen tiếp xúc với thép
- Một cách giảm ăn mòn đường ống thép dưới đất là gắn khối kim loại hoạt động hơn và thay khối đó khi đã tiêu hao. Khối gắn thêm được gọi là
- chất chỉ thị
- cathode trơ
- anot hi sinh
- cầu muối
Phần II. Trắc nghiệm đúng/sai
Sắt tiếp xúc với không khí ẩm có oxygen.
- Sắt có thể đóng vai trò anot ở một số vi pin trên bề mặt. (Đúng) Tại anot xảy ra oxi hóa sắt.
- Fe → Fe2+ + 2e− là bán phản ứng oxi hóa. (Đúng) Nguyên tử Fe nhường hai electron.
- Oxygen có thể bị khử ở vùng cathode trong môi trường trung tính. (Đúng) Bán phản ứng thường tạo OH−.
- Gỉ sắt tạo thành luôn kín và ngăn hoàn toàn sắt tiếp tục tiếp xúc môi trường. (Sai) Gỉ thường xốp, bong tróc và không bảo vệ hiệu quả.
Bảo vệ thép bằng cách ghép với kẽm hoặc magnesium.
- Kim loại hoạt động hơn có thể làm anot hi sinh. (Đúng) Nó bị oxi hóa ưu tiên và cấp electron cho thép.
- Khi anot hi sinh bị tiêu hao, cần thay thế để duy trì bảo vệ. (Đúng) Một khi kim loại hi sinh đã tiêu hao đáng kể, khả năng bảo vệ giảm.
- Kẽm bảo vệ sắt chỉ nhờ lớp phủ kín; vết xước luôn làm sắt gỉ ngay. (Sai) Kẽm còn tiếp xúc điện có thể tiếp tục bảo vệ sắt ở vết xước nhỏ.
- Thép được giữ ở vai trò cathode nên bị oxi hóa mạnh hơn magnesium. (Sai) Cathode là nơi xảy ra khử; Mg là anot bị oxi hóa.
So sánh lớp oxide của Al và gỉ sắt.
- Màng Al2O3 bám chặt có thể hạn chế ăn mòn tiếp diễn. (Đúng) Màng thụ động che chắn bề mặt nhôm.
- Gỉ sắt xốp có thể để môi trường tiếp tục tới kim loại. (Đúng) Lớp gỉ dễ bong và không che kín bền vững.
- Cả oxide nhôm và gỉ sắt đều luôn bảo vệ kim loại như nhau. (Sai) Tính bám dính và độ xốp khác nhau làm hiệu quả bảo vệ khác nhau.
- Sự hình thành oxide nhôm có liên quan đến phản ứng của Al với oxygen. (Đúng) Al bị oxi hóa trên bề mặt tạo oxide.
Trong thí nghiệm so sánh tốc độ gỉ, các mẫu thép giống nhau được đặt trong các môi trường khác nhau.
- Nước muối thường dẫn điện tốt hơn nước tinh khiết. (Đúng) Ion hòa tan làm tăng độ dẫn điện của dung dịch.
- Lớp sơn nguyên vẹn có thể hạn chế tiếp xúc với nước và oxygen. (Đúng) Sơn hoạt động như hàng rào cách ly.
- Muốn kết luận ảnh hưởng của muối, nên giữ diện tích và thời gian thử nghiệm tương đương. (Đúng) Cần kiểm soát các biến khác để so sánh công bằng.
- Nếu đồng thời thay loại kim loại, diện tích và nồng độ muối thì chỉ có thể quy kết khác biệt cho muối. (Sai) Nhiều biến cùng thay đổi làm không xác định được nguyên nhân riêng.
Phần III. Trả lời ngắn
- Một mol sắt bị oxi hóa theo Fe → Fe2+ + 2e−. Số mol electron nhường là bao nhiêu?
- Có 0,25 mol Fe bị oxi hóa theo phản ứng trên. Lượng electron nhường là bao nhiêu mol?
- Một khối Mg hi sinh mất 12 g. Cho M(Mg)=24 g/mol. Số mol Mg đã phản ứng là bao nhiêu?
- Một thanh Zn có khối lượng ban đầu 65 g, sau thời gian bảo vệ còn 52 g. Khối lượng Zn đã tiêu hao là bao nhiêu gam?
- Trong 4 giờ, 0,08 mol Fe bị oxi hóa. Tốc độ trung bình tính theo lượng Fe là bao nhiêu mol/giờ?
- Một mẫu thép có 80 cm² bề mặt được sơn phủ 75%. Diện tích được phủ là bao nhiêu cm²?
Đáp án và lời giải
Phần I
- Câu 1. B. Ăn mòn là sự phá hủy kim loại do phản ứng hóa học hoặc điện hóa với môi trường, thường có quá trình oxi hóa kim loại.
- Câu 2. C. Anot là nơi oxi hóa; kim loại ở anot có thể mất electron thành ion.
- Câu 3. A. Ăn mòn điện hóa cần các vùng điện cực có thế điện cực khác nhau, tiếp xúc điện với nhau và cùng tiếp xúc môi trường điện li.
- Câu 4. D. Lớp nước mỏng có chất điện li và các vùng bề mặt không đồng nhất hình thành các vi pin; sắt bị oxi hóa ở vùng anot.
- Câu 5. A. Sắt bị oxi hóa tại anot: Fe nhường hai electron tạo Fe2+.
- Câu 6. C. Oxygen hòa tan có thể bị khử: O2 + 2H2O + 4e− → 4OH−.
- Câu 7. A. Kẽm hoạt động hơn sắt; lớp Zn vừa tạo hàng rào vừa có thể oxi hóa ưu tiên, bảo vệ sắt ở chỗ xước nhỏ.
- Câu 8. A. Kẽm là anot hi sinh khi ghép với sắt trong môi trường điện li; nó bị oxi hóa trước, làm sắt được bảo vệ cathode.
- Câu 9. B. Mg hoạt động mạnh hơn, bị oxi hóa hi sinh và cung cấp electron cho thép, giữ thép ở trạng thái cathode.
- Câu 10. D. Lớp sơn nguyên vẹn tạo hàng rào hạn chế tiếp xúc của sắt với nước, oxygen và chất điện li.
- Câu 11. D. Sắt có tính khử mạnh hơn đồng; khi ghép điện trong chất điện li, Fe thường là anot và bị ăn mòn ưu tiên.
- Câu 12. B. Dung dịch điện li dẫn ion tốt hơn, hỗ trợ dòng ion trong vi pin và có thể làm tốc độ ăn mòn tăng.
- Câu 13. B. Màng Al2O3 bền và bám chặt có tính thụ động, hạn chế oxygen và nước tiếp xúc với kim loại bên trong.
- Câu 14. A. Gỉ sắt xốp, dễ bong; môi trường tiếp tục tiếp xúc với sắt nên quá trình ăn mòn lan rộng.
- Câu 15. C. Mỗi nguyên tử Fe nhường 2 electron; do đó 1 mol Fe nhường 2 mol electron.
- Câu 16. B. Trong cặp galvanic, kim loại có xu hướng oxi hóa mạnh hơn thường đóng vai trò anot.
- Câu 17. D. Lớp dầu tạo hàng rào vật lí, giảm tiếp xúc với độ ẩm và oxygen.
- Câu 18. C. Kim loại hoạt động hơn bị oxi hóa và tiêu hao; đó là anot hi sinh trong bảo vệ cathode.
Phần II
- Đúng. Tại anot xảy ra oxi hóa sắt.
- Đúng. Nguyên tử Fe nhường hai electron.
- Đúng. Bán phản ứng thường tạo OH−.
- Sai. Gỉ thường xốp, bong tróc và không bảo vệ hiệu quả.
- Đúng. Nó bị oxi hóa ưu tiên và cấp electron cho thép.
- Đúng. Một khi kim loại hi sinh đã tiêu hao đáng kể, khả năng bảo vệ giảm.
- Sai. Kẽm còn tiếp xúc điện có thể tiếp tục bảo vệ sắt ở vết xước nhỏ.
- Sai. Cathode là nơi xảy ra khử; Mg là anot bị oxi hóa.
- Đúng. Màng thụ động che chắn bề mặt nhôm.
- Đúng. Lớp gỉ dễ bong và không che kín bền vững.
- Sai. Tính bám dính và độ xốp khác nhau làm hiệu quả bảo vệ khác nhau.
- Đúng. Al bị oxi hóa trên bề mặt tạo oxide.
- Đúng. Ion hòa tan làm tăng độ dẫn điện của dung dịch.
- Đúng. Sơn hoạt động như hàng rào cách ly.
- Đúng. Cần kiểm soát các biến khác để so sánh công bằng.
- Sai. Nhiều biến cùng thay đổi làm không xác định được nguyên nhân riêng.
Phần III
- Câu 1: 2. Tỉ lệ phương trình cho 1 mol Fe nhường 2 mol e−.
- Câu 2: 0,50. n(e−) = 2 × 0,25 = 0,50 mol.
- Câu 3: 0,50. n = m/M = 12/24 = 0,50 mol.
- Câu 4: 13. 65 − 52 = 13 g.
- Câu 5: 0,02. 0,08/4 = 0,02 mol/giờ.
- Câu 6: 60. 0,75 × 80 = 60 cm².