Giải Hóa 12 Chân trời sáng tạo bài 16
Giải Hóa 12 Chân trời sáng tạo bài 16: Hợp kim – Sự ăn mòn kim loại
VnDoc.com xin gửi tới bạn đọc bài viết Giải Hóa 12 Chân trời sáng tạo bài 16: Hợp kim – Sự ăn mòn kim loại với hướng dẫn trả lời chi tiết các câu hỏi trong SGK Hóa học 12 Chân trời sáng tạo các trang 85, 86, 87, 88, 89, 90.
Giải Hóa 12 trang 85 Chân trời
Mở đầu trang 85 SGK Hóa học 12
Thiết bị, vật dụng, công trình làm bằng kim loại thường bị hư hỏng sau một thời gian do sự ăn mòn kim loại. Tuy nhiên, nếu hiểu rõ nguyên nhân của quá trình ăn mòn kim loại, con người có thể giảm thiểu tác động của quá trình ăn mòn. Ăn mòn kim loại là gì? Làm thế nào để chống ăn mòn kim loại?
Lời giải:
- Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường.
- Để chống ăn mòn kim loại, người ta có thể dùng phương pháp bảo vệ bề mặt và phương pháp điện hoá.
Thảo luận 1 trang 85 SGK Hóa học 12
Hãy kể tên một số hợp kim thường gặp trong cuộc sống.
Lời giải:
Một số hợp kim thường gặp trong cuộc sống: gang, thép, inox, duralumin ….
Giải Hóa 12 trang 86 Chân trời
Thảo luận 2 trang 86 SGK Hóa học 12
Nêu một số ví dụ về tính chất của hợp kim mà em biết.
Lời giải:
Một số ví dụ về tính chất của hợp kim:
- Hợp kim duralumin (hợp kim của nhôm) nhẹ, bền trong không khí và nước nên được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ ….
- Hợp kim thép cứng và bền dùng để xây dựng nhà cửa, cầu cống, vật dụng trong đời sống…
- Inox (thép không gỉ) ít bị ăn mòn nên được dùng để chế tạo các dụng cụ y tế, dụng cụ nhà bếp,…
Thảo luận 3 trang 86 SGK Hóa học 12
Hãy so sánh thành phần, tính chất và ứng dụng của gang và thép.
Lời giải:
| Gang | Thép |
Thành phần | Là hợp kim của Fe và C, trong đó C chiếm khoảng 2 – 5% về khối lượng. Trong gang còn có một lượng nhỏ các nguyên tố khác như: Si, S, Mn, P … | Là hợp kim của Fe và C, trong đó C chiếm dưới 2% về khối lượng. Trong thép còn có thể có một số nguyên tố khác như: Si, Mn, Cr, Ni … |
Tính chất | Cứng và giòn hơn sắt. | Cứng hơn sắt. Tuỳ thuộc vào thành phần các nguyên tố Fe, C, Mn, Ni mà thép còn có khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn … |
Ứng dụng | Luyện thép, đúc bệ máy, ống dẫn nước,… | - Thép carbon: thép tấm, xây dựng nhà cửa, vật dụng đời sống… - Thép manganese: đường ray xe lửa, két sắt, máy nghiền đá … - Thép không gỉ: dụng cụ y tế, nhà bếp, vòng bi, vỏ xe bọc thép … |
Giải Hóa 12 trang 87 Chân trời
Thảo luận 4 trang 87 SGK Hóa học 12
Hãy tìm hiểu và cho biết các yếu tố nào có thể gây nên sự ăn mòn kim loại. Cho biết bản chất của quá trình này.
Lời giải:
- Các yếu tố có thể gây nên sự ăn mòn kim loại: các chất trong môi trường như O2, hơi nước, các acid yếu có trong nước mưa, các muối có trong nước biển …
- Bản chất của quá trình ăn mòn kim loại là phản ứng oxi hoá – khử.
Giải Hóa 12 trang 88 Chân trời
Thảo luận 5 trang 88 SGK Hóa học 12
Xác định chất oxi hoá, chất khử trong các phản ứng ở Ví dụ 2. Viết quá trình oxi hoá, quá trình khử của các phản ứng đó.
Ví dụ 2:
3Fe + 2O2 
\(\overset{t^{0} }{\rightarrow}\) Fe3O4
3Fe + 4H2O \(\overset{t^{0} }{\rightarrow}\) Fe3O4 + 4H2
Lời giải:
Thảo luận 6 trang 88 SGK Hóa học 12
Tiến hành Thí nghiệm 1, nêu hiện tượng xảy ra khi chưa nối dây dẫn điện và sau khi nối dây dẫn.
Lời giải:
Thí nghiệm 1 Ăn mòn điện hoá đối với sắt | Hiện tượng | Giải thích |
Nhúng thanh sắt và thanh đồng vào cốc chứa dung dịch H2SO4 0,5M. Dùng dây dẫn điện nối thanh sắt và thanh đồng với đèn led. | Khi chưa nối dây dẫn điện, chỉ thấy xuất hiện bọt khí xung quanh thanh sắt (phần nhúng vào dung dịch H2SO4). | Khi chưa nối dây dẫn điện, thanh sắt phản ứng với H2SO4 sinh ra khí H2 (hay thanh sắt bị ăn mòn hoá học): Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2. Thanh đồng không phản ứng với H2SO4 nên không xuất hiện bọt khí. |
Khi nối dây dẫn điện, thấy bọt khí thoát ra xung quanh cả 2 thanh kim loại (phần nhúng vào dung dịch H2SO4), đèn sáng. | Khi nối dây dẫn điện, vừa xảy ra ăn mòn hoá học, vừa xảy ra ăn mòn điện hoá. + Ăn mòn hoá học: Sắt phản ứng với H2SO4 sinh ra H2 thoát ra trên bề mặt thanh sắt. Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 + Ăn mòn điện hoá: Khi nối dây dẫn giữa thanh sắt với thanh đồng đã tạo thành 1 pin điện hoá, trong đó Fe là anode (cực âm), Cu là cathode (cực dương). Ở anode: Fe → Fe2+ + 2e Ở cathode: 2H+ + 2e → H2 Do đó, có H2 thoát ra trên bề mặt thanh đồng. |
Thảo luận 7 trang 88 SGK Hóa học 12
Xác định quá trình oxi hoá, quá trình khử xảy ra ở Thí nghiệm 1.
Lời giải:
Quá trình oxi hoá: Fe → Fe2+ + 2e
Quá trình khử: 2H+ + 2e → H2
Luyện tập trang 88 SGK Hóa học 12
Một sợi dây đồng được nối với một dây nhôm. Có hiện tượng gì xảy ra ở chỗ nối của hai kim loại khi để lâu ngoài không khí ẩm? Giải thích.
Lời giải:
Hiện tượng: Ở chỗ nối của hai kim loại khi để lâu ngoài không khí ẩm dây nhôm bị ăn mòn.
Giải thích: Khi sợi dây đồng được nối với một dây nhôm để ngoài không khí ẩm sẽ hình thành một pin điện hoá, trong đó nhôm (Al) là cực âm (anode); đồng (Cu) là cực dương (cathode).
Ở anode xảy ra quá trình: Al → Al3+ + 3e
Ở cathode xảy ra quá trình: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Do đó Al bị ăn mòn điện hoá.
Giải Hóa 12 trang 89 Chân trời
Thảo luận 8 trang 89 SGK Hóa học 12
Thực hiện trước Thí nghiệm 2 ở nhà và nêu hiện tượng xảy ra. Giải thích.
Lời giải:
Thí nghiệm 2: Bảo vệ sắt bằng phương pháp điện hoá | Hiện tượng | Giải thích |
Rót dung dịch NaCl vào 2 cốc thuỷ tinh. Ngâm một đinh sắt vào cốc (1). Ngâm một đinh sắt có quấn dây kẽm vào cốc (2). Quan sát hiện tượng sau 5 ngày. | Sau 5 ngày, đinh sắt ở cốc (1) bị ăn mòn còn đinh sắt ở cốc (2) không bị ăn mòn. | - Ở cốc 1: Có sự tạo thành pin điện Fe – C, trong đó Fe là anode; C là cathode. + Tại anode: Fe → Fe2+ + 2e + Tại cathode: O2 + 2H2O + 4e → 4OH- Do đó, đinh sắt trong cốc (1) bị ăn mòn. - Ở cốc 2: Có sự tạo thành pin điện Zn – Fe, trong đó Zn là anode; Fe là cathode. Do đó, Zn bị ăn mòn trước, đinh sắt được bảo vệ. (Chú ý: Trước đây đinh được làm bằng kim loại sắt, ngày nay đinh được làm từ hợp kim thép, thường thường được nhúng hoặc bọc với các chất chống mòn khi trong các điều kiện khắc nghiệt hoặc làm tăng thêm khả năng kết dính). |
Vận dụng trang 89 SGK Hóa học 12
Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn các khối kẽm vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển. Hãy giải thích.
Lời giải:
Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn các khối kẽm vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển. Khi đó, có sự tạo thành pin điện Zn – Fe; trong đó Zn là anode, Fe là cathode. Do đó, khối kẽm bị ăn mòn trước, vỏ tàu biển được bảo vệ.
Giải Hóa 12 trang 90 Chân trời
Bài tập 1 trang 90 SGK Hóa học 12
Phân biệt ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá.
Lời giải:
So sánh | Ăn mòn hoá học | Ăn mòn điện hoá |
Điều kiện | Kim loại tiếp xúc trực tiếp với các tác nhân oxi hoá như oxygen, acid, muối … | Hai kim loại khác nhau (hoặc kim loại và phi kim) tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau thông qua dây dẫn và cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li. |
Bản chất | Là quá trình oxi hoá – khử trong đó electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. | Là quá trình ăn mòn kim loại do sự tạo thành pin điện hoá. |
Bài tập 2 trang 90 SGK Hóa học 12
Ăn mòn điện hoá các hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm ảnh hưởng lớn đối với nền kinh tế của các quốc gia. Hãy giải thích quá trình ăn mòn này.
Lời giải:
Giải thích quá trình ăn mòn điện hoá các hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm: Trong không khí ẩm, trên bề mặt gang, thép luôn có lớp nước mỏng đã hoà tan khí oxygen và carbon dioxide tạo thành dung dịch chất điện li. Sắt và các thành phần khác (chủ yếu là carbon) thành phần của gang, thép tiếp xúc với dung dịch đó, tạo nên vô số pin điện hoá rất nhỏ mà anode là sắt và cathode là carbon.
Ở anode, xảy ra quá trình oxi hoá: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e
Ở cathode, xảy ra quá trình khử: O2(g) + 2H2O(l) + 4e → 4OH-(aq)
Fe2+ tiếp tục bị oxi hoá bởi oxygen không khí, tạo thành gỉ sắt có thành phần chính là Fe2O3.nH2O.
Bài tập 3 trang 90 SGK Hóa học 12
Một vật bằng sắt tây (sắt tráng thiếc) bị xây xát chạm tới lớp sắt bên trong. Nêu hiện tượng xảy ra khi để vật này lâu trong không khí ẩm. Giải thích.
Lời giải:
Đang cập nhật...
Bài tiếp theo: Giải Hóa 12 Chân trời sáng tạo bài 17
