Trong thực tế, sự ăn mòn kim loại gây ra tổn thất to lớn về tài nguyên và chi phí sửa chữa, thay thế các chi tiết bị ăn mòn của máy móc, thiết bị. Một trong số các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kim loại được sử dụng rộng rãi là phương pháp bảo vệ cathode. Trong phương pháp này, người ta sẽ nối hoặc cho kim loại cần được bảo vệ tiếp xúc với kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn (kim loại hy sinh)
Câu 1.
a) Kim loại hy sinh luôn có thế điện cực chuẩn cao hơn kim loại cần được bảo vệ.
b) Nếu thanh kẽm không tiếp xúc hoặc không nối với thanh sắt thì nó không bảo vệ được thanh sắt khỏi bị ăn mòn.
c) Sắt bị gỉ nhanh hơn khi tiếp xúc với kẽm nhưng bị gỉ chậm hơn khi tiếp xúc với đồng.
d) Trong một thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng sử dụng kẽm để bảo vệ chống ăn mòn thép. Một khối kẽm có khối lượng 25,0 gam được gắn lên một thiết bị bằng thép đặt trong nước biển. Sau một thời gian, cân lại thì thấy khối lượng của kẽm là 28,0 gam. Giả thiết trong quá trình làm việc, toàn bộ Zn chỉ bị oxi hóa thành Zn(OH)2 và hydroxide này bám hết lên khối kẽm. Phần trăm khối lượng kẽm đã bị oxi hóa là 22,94%. (Kết quả cuối cùng làm tròn đến hàng phần trăm).
Câu 2.
a) Trong một thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của kẽm nhằm bảo vệ chống ăn mòn thép. Một khối kẽm có khối lượng 50,0 gam được gắn lên một vật bằng thép đặt trong nước biển. Sau một thời gian, cân lại thì khối kẽm nặng 56,8 gam. Giả thiết trong quá trình đó, toàn bộ Zn chỉ bị oxi hóa thành Zn(OH)2 và hydroxide này bám hết lên khối kẽm. Phần trăm khối lượng kẽm đã bị oxi hóa là 28,46%. (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần trăm.)
b) Vật bằng thép bị ăn mòn nhanh hơn khi tiếp xúc với kẽm nhưng bị ăn mòn chậm hơn khi tiếp xúc với kim loại đồng.
c) Trong trường hợp sử dụng kẽm để bảo vệ vật bằng thép khỏi bị ăn mòn thì bản chất là dựa vào hoạt động của pin điện hóa mà trong đó kẽm là anode, vật bằng thép là cathode.
d) Kim loại hy sinh luôn có thế điện cực chuẩn thấp hơn kim loại có thể được bảo vệ.
Câu trả lời tốt nhất
Câu 1.
(a) Sai, kim loại hy sinh phải có tính khử mạnh hơn kim loại cần bảo vệ, do đó nó phải có thế điện cực chuẩn thấp hơn kim loại cần được bảo vệ.
(b) Đúng, dòng electron phải di chuyển từ thanh Zn sang thanh Fe thì quá trình bảo vệ mới tồn tại. Dòng electron di chuyển này có thể thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc thông qua dây dẫn.
(c) Sai, tính khử Zn > Fe > Cu, do đó khi tiếp xúc với Zn thì Fe được bảo vệ, khi tiếp xúc với Cu thì Fe lại trở thành kim loại hy sinh.
(d) Đúng:
nOH(trong Zn(OH)2) = (28 – 25)/17 = 3/17
—> nZn bị oxi hóa = nZn(OH)2 = 3/34
—> %Zn bị oxi hóa = (65.3/34)/25 = 22,94%
Câu 2.
(a) Sai:
nOH(trong Zn(OH)2) = (56,8 – 50)/17 = 0,4
—> nZn bị oxi hóa = nZn(OH)2 = 0,2
—> %Zn bị oxi hóa = (65.0,2)/50 = 26%
(b) Sai, kim loại mạnh hơn sẽ bị ăn mòn, vì vậy vật bằng thép tiếp xúc với Zn thì Zn bị ăn mòn nhưng vật bằng thép tiếp xúc với Cu thì chính vật đó bị ăn mòn (tính khử Zn > Fe > Cu).
(c) Đúng, Zn là anode, vỏ tàu là cathode, 2 điện cực gắn chặt vào nhau nên hệ thống luôn hoạt động, khi đó chỉ có anode bị oxi hóa, phản ứng khử xảy ra trên bề mặt cathode, bản thân cathode không trực tiếp phản ứng.
(d) Đúng, kim loại hy sinh phải có tính khử mạnh hơn kim loại cần bảo vệ, do đó nó phải có thế điện cực chuẩn thấp hơn kim loại cần được bảo vệ.