CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI

SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI

I. / Khái niệm: Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy KL hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.

M $\stackrel{}{\to }$ Mn+ + ne

II. / Các dạng ăn mòn kim loại:

1. / Ăn mòn hóa học: là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.

2. / Ăn mòn điện hóa học:

a. / Khái niệm: ăn mòn điện hóa 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.

b. / Cơ chế:

+ Cực âm: kim loại có tính khử mạnh hơn bị oxi hóa.

+ Cực dương: kim loại có tính khử yếu hơn.

III.  / Chống ăn mòn kim loại:

a. / Phương pháp bảo vệ bề mặt:

b. / Phương pháp điện hóa: Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại có tính khử mạnh

hơn.

Thí dụ: để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép người ta gắn vào những mặt ngoài của vỏ tàu

(phần chìm dưới nước) những lá kẽm (Zn).

ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

I. /Nguyên tắc: Khử ion kim loại thành nguyên tử.

Mn+ + ne---- > M

II. / Phương pháp:

1. / Phương pháp nhiệt luyện: dùng điều chế những kim loại (sau Al) như: Zn , Fe , Sn , Pb , Cu

, Hg …

Dùng các chất khử mạnh như: C , CO , H2 hoặc Al để khử các ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.

Thí dụ: PbO + H2   $\stackrel{}{\to }$   Pb + H2O

Fe2O3 + 3CO    $\stackrel{}{\to }$  2Fe + 3CO2

2. / phương pháp thủy luyện: dùng điều chế những kim loại Cu , Ag , Hg …

Dùng kim loại có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại trong dung dịch muối

Thí dụ: Fe + CuSO4 à Cu + FeSO4

3. / Phương pháp điện phân:

a. / điện phân nóng chảy: điều chế những kim loại K , Na , Ca , Mg , Al.

Điện phân nóng chảy các hợp chất (muối, oxit, bazơ) của chúng.

Thí dụ: 2NaCl         2Na + Cl₂ MgCl₂          Mg + Cl₂        2Al2O₃         4Al + 3O₂

b.  Điện phân dung dịch: điều chế kim loại đứng sau Al.

Thí dụ:   CuCl₂   $\stackrel{}{\to }$  Cu + Cl₂

4AgNO₃ + 2H₂O   $\stackrel{}{\to }$ 4Ag + O₂ + 4HNO₃

CuSO₄ + 2H₂O $\stackrel{}{\to }$ 2Cu + 2H₂SO₄ + O₂

c. /Tính lượng chất thu được ở các điện cực  

m: Khối lượng chất thu được ở các điện cực A: Khối lượng mol nguyên tử (hay M)

I: Cường độ dòng điện (ampe0 t : Thời gian (giây)

n : số electron mà nguyên tử hay ion cho hoặc nhận

DẠNG 1: ĂN MÒN KIM LOẠI

Câu 1: Cuốn một sợi dây thép vào 1 kim loại rồi nhúng vào dd H2SO4 loãng. Quan sát thấy bọt khí thoát ra rất mạnh từ sợi dây thép. Thanh kim loại có thể là kim loại nào trong số kim loại sau:

A. Mg                                B. Ag                                 C. Cu                                D. Sn

Câu 2: Ăn mòn hoá học thường xảy ra do tác dụng của :

A. Chất khí khô                                                          B. không khí ẩm

C. đung dịch điện li                                                   D. dòng điện

Câu 3: Phát biểu nào sau đây không đúng:

A.  Một vật bằng kim loại nguyên chất thì không bị ăn mòn

B.  Một vật bằng kim loại nguyên chất thì không bị ăn mòn điện hoá

C.  Một vật bằng kim loại nguyên chất thì không bị khử

D.  Một vật bằng kim loại nguyên chất có thể bị ăn mòn hoá học

Câu 4: Sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường là:

A. ăn mòn điện hoá                                                   B. ăn mòn hoá học

C. sự khử kim loại                                                     D. ăn mòn kim loại

Câu 5: Trong sự gỉ sét của tấm tôn (xem tôn là sắt tráng kẽm) khi để ngoài không khí ẩm, thì

A. Sắt là cực dương, kẽm là cực âm.                       B. Sắt là cực âm, kẽm là cực dương.

C. Sắt bị oxi hóa, kẽm bị khử.                                 D. Sắt bị khử, kẽm bị oxi hóa.

Câu 6: Để hạn chế sự ăn mòn con thuyền đi biển (bằng thép), người ta gắn vào vỏ thuyền (phần ngâm dưới nước) những tấm kim loại nào dưới đây :

A. đồng                             B. chì                                C. kẽm                              D. bạc

Câu 7: Khi để gang trong không khí ẩm, ở cực dương:

A. 2H+ + 2e → H2                                                      B. Fe → Fe3+ + 3e

C. Fe → Fe2+ + 2e                                                     D. O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

Câu 8: Ngâm một cây đinh sắt (có quấn dây đồng) vào dung dịch HCl. Hiện tượng quan sát được là:

A.  Khí thoát ra rất nhanh trên bề mặt cây đinh sắt.

B.  Khí thoát ra rất nhanh trên bề mặt dây đồng.

C.  Khí thoát trên bề mặt cây đinh sắt và dây đồng đều nhanh như nhau.

D.  Không thấy khí thoát ra trên bề mặt đinh sắt cũng như dây đồng

Câu 9: Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa là:

A.  Tồn tại cặp kim loại khác nhau và một trong hai kim loại là sắt.

B.  Kim loại tiếp xúc với môi trường bị nhiễm bẩn.

C.  Tồn tại cặp điện cực khác nhau tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch điện li.

D.  Kim loại không nguyên chất.

Câu 10. Cho các cặp kim loại nguyên chất tiếp xúc trực tiếp với nhau: Fe và Pb; Fe và Zn; Fe và Sn; Fe và Ni. Khi nhúng các cặp kim loại trên vào dung dịch axit, số cặp kim lọai trong đó Fe bị phá hủy trước là

A. 4.                                  B. 1.                                  C. 2.                                  D. 3.

Câu 11. Cho các hợp kim sau: Cu–Fe (I); Zn–Fe (II); Fe–C (III); Sn–Fe (IV). Khi tiếp xúc với dung dịch chất điện li thì các hợp kim mà trong đó Fe đều bị ăn mòn trước là:

A. I, II và III.                    B. I, II và IV.                    C. I, III và IV.                  D. II, III và IV. Câu 12. Biết rằng ion Pb2+ trong dung dịch oxi hóa được Sn. Khi nhúng hai thanh kim loại Pb và Sn được nối với nhau bằng dây dẫn điện vào một dung dịch chất điện li thì

A.  cả Pb và Sn đều bị ăn mòn điện hóa

B.  cả Pb và Sn đều không bị ăn mòn điện hóa

C.  chỉ có Pb bị ăn mòn điện hóa

D.  chỉ có Sn bị ăn mòn điện hóa

Câu 13. Có 4 dung dịch riêng biệt: a) HCl, b) CuCl2, c) FeCl3, d) HCl có lẫn CuCl2. Nhúng vào mỗi dung dịch một thanh Fe nguyên chất. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 0.                                  B. 1.                                  C. 2.                                  D. 3.

Câu 14. Tiến hành bốn thí nghiệm sau:

-   Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl3;

-   Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Fe vào dung dịch CuSO4;

-   Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl3;

-  Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 1.                                  B. 2                                      C. 4                                 D. 3

Câu 15. Có 4 dd riêng biệt: CuSO4, ZnCl2, FeCl3, AgNO3. Nhúng vào mỗi dd một thanh Ni. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 1                                   B. 4                                   C. 3                                   D. 2

Câu 16. Phát biểu nào dưới đây không đúng?

A.  Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại.

B.  Bản chất của ăn mòn kim loại là quá trình oxi hóa - khử.

C.  Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là tính khử.

D.  Ăn mòn hóa học phát sinh dòng điện.

Câu 17: Tiến hành các thí nghiệm sau:

1.   Cho lá Fe vào dung dịch gồm CuSO4 và H2SO4 loãng;

2.   Đốt dây Fe trong bình đựng khí O2;

3.   Cho lá Cu vào dung dịch gồm Fe(NO3)3 và HNO3;

4.   Cho lá Zn vào dung dịch HCl;

Số thí nghiệm có xảy ra ăn mòn điện hóa là

A. 3                                   B. 2                                   C. 1                                   D. 4

DẠNG 2: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

Câu 1: Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là

A. thực hiện sử khử các kim loại.                            B. thực hiện sự khử các ion kim loại.

C. thực sự oxi hoá các kim loại.                              D. thực hiện sự oxi hoá các ion kim loại.

Câu 2: Phản ứng điều chế kim loại nào dưới đây không thuộc phương pháp nhiệt luyện?

A. 3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2.                             B. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu.

C. 2Al + Cr2O3 → 2Cr + Al2O3.                              D. HgS + O2 → Hg + SO2.

Câu 3: Từ mỗi chất Cu(OH)2, NaCl, FeS2 lựa chọn phương pháp thích hợp (các điều kiện khác có đủ) để điều chế ra các kim loại tương ứng. Khi đó số phản ứng tối thiểu phải thực hiện để điều chế 3 kim loại Cu, Na, Fe là

A. 3.                                  B. 4.                                  C. 5.                                  D. 6.

Câu 4: Khi điều chế kim loại, các ion kim loại đóng vai trò là chất

A. khử.                              B. nhận proton.               C. bị khử.                         D. cho proton.

Câu 5: Điện phân NaCl nóng chảy bằng điện cực trơ, ở catot thu được

A. Cl2.                               B. Na.                                C. NaOH.                         D. H2.

Câu 6: Dãy gồm các kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng là

A. Na, Ca, Al.                  B. Fe, Ca, Al.                   C. Na, Ca, Zn.                 D. Na, Cu, Al. Câu 7: Cho khí CO dư đi qua ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp X gồm: Al2O3, MgO, Fe3O4, CuO thu được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch NaOH dư, khuấy kĩ, thấy còn lại phần không tan

Z. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần không tan Z gồm

A. MgO, Fe, Cu.              B. Mg, Fe, Cu.                 C. MgO, Fe3O4, Cu.        D. Mg, FeO, Cu. Câu 8: Cho luồng khí H2 (dư) qua hỗn hợp các oxit sau: CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng hoàn toàn hỗn hợp chất rắn thu được gồm

A. Cu, Fe, ZnO, MgO.                                               B. Cu, Fe, Zn, MgO.

C. Cu, Fe, Zn, Mg.                                                     D. Cu, FeO, ZnO, MgO.

DẠNG 3: BÀI TOÁN NHIỆT LUYỆN

Câu 1: Dẫn khí CO dư qua ống sứ đựng 11,6 gam bột Fe3O4 nung nóng, thu được hỗn hợp khí X. Cho toàn bộ X vào nước vôi trong dư, thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 20,0.                             B. 5,0.                               C. 6,6.                               D. 15,0.

Câu 2: Dẫn khí CO dư qua ống sứ đựng 16 gam bột Fe2O3 nung nóng, thu được hỗn hợp khí X. Cho toàn bộ X vào nước vôi trong dư, thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 10.                                B. 30.                                C. 15.                                D. 16.

Câu 3: Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe3O4 nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là

A. 0,448.                           B. 0,112.                           C. 0,224.                          D. 0,560.

Câu 4: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 1,120.                           B. 0,896.                           C. 0,448.                          D. 0,224.

Câu 5: Cho khí CO khử hoàn toàn đến Fe một hỗn hợp gồm: FeO, Fe2O3, Fe3O4 thấy có 4,48 lít CO2 (đktc) thoát ra. Thể tích CO (đktc) đã tham gia phản ứng là

A. 1,12 lít.                        B. 2,24 lít.                        C. 3,36 lít.                        D. 4,48 lít.

Câu 6: Thổi một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp Fe3O4 và CuO nung nóng thu được 2,32 gam hỗn hợp rắn. Toàn bộ khí thoát ra cho hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 5 gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 3,22 gam.                     B. 3,12 gam.                     C. 4,0 gam.                       D. 4,2 gam.

Câu 7. Cho luồng khí H2 (dư) qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng hỗn hợp rắn còn lại là

A. Cu, Fe, Zn, Mg.                                                     B. Cu, Fe, ZnO, MgO.

C. Cu, FeO, ZnO, MgO.                                           D. Cu, Fe, Zn, MgO.