Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn I. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ 1. Phương pháp bảo toàn khối lượng Ví dụ 1: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn. Hai ancol đó là A. C 3 H 5 OH và C 4 H 7 OH. B. C 2 H 5 OH và C 3 H 7 OH. C. C 3 H 7 OH và C 4 H 9 OH. D. CH 3 OH và C 2 H 5 OH. (Trích đề thi TSĐH năm 2007 - Khối A) Đặt công thức chung của 2 ancol đơn chức là: ROH ROH + Na → RONa + 1 2 H 2 ↑ 0,3 0,3 ¬ 0,15 Chất rắn thu được gồm RONa và có thể có Na dư Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 2 H m = 15,6 + 9,2 – 24,5 = 0,3 (gam) → 2 H n = 0,3 2 = 0,15 (mol) M = R + 17 = 15,6 0,3 = 52 (g/mol) → R = 35 Do đó hai ancol phải có số nguyên tử cacbon là 2 và 3. Theo đề bài, hai ancol là: C 2 H 5 OH và C 3 H 7 OH. Ví dụ 2: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dung dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công thức phân tử của X là A. C 2 H 5 COOH. B. CH 3 COOH. C. HCOOH. D. C 3 H 7 COOH. (Trích đề thi TSĐH năm 2008 - Khối B) Phương trình hoá học dạng ion: RCOOH + − OH → − RCOO + H 2 O 0,06 ¬ 0,06 Ta có KOH n = NaOH n = 0,5 × 0,12 = 0,06 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 1 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn 2 H O m tạo thành = 3,6 + 56 × 0,06 + 40 × 0,06 – 8,28 = 1,08 (gam) → 2 H O n tạo thành = 1,08 18 = 0,06 (mol) X M = R + 45 = 3,6 0,06 = 60 (g/mol) → R = 15 (CH 3 ) Vậy công thức phân tử của axit X là CH 3 COOH. 2. Phương pháp bảo toàn mol nguyên tố Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một axit cacboxylic đơn chức cần vừa đủ V lít O 2 (ở đktc), thu được 0,3 mol CO 2 và 0,2 mol H 2 O. Giá trị của V là A. 8,96 lít. B. 11,2 lít. C. 6,72 lít. D. 4,48 lít. HD. Số mol O 2 = 0,3 + 0,2/2 – 0,1 = 0,3 Ví dụ 2. Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO 2 (đktc) và 9,9 gam H 2 O. Thể tích không khí (ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là A. 70,0 lít. B. 78,4 lít. C. 84,0 lít. D. 56,0 lít. Oxi : n = CO 2 + 1/2H 2 O = 0,35 + ½.0,55 = 0,625 mol V kk = 0,625.22,4.5 = 70 lít 3. Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình Ví dụ 1: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm hai hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung dịch Br 2 0,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol Br 2 giảm đi một nửa và khối lượng bình tăng thêm 6,7 gam. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là A. C 2 H 2 và C 4 H 6 . B. C 2 H 2 và C 4 H 8 . C. C 3 H 4 và C 4 H 8 . D. C 2 H 2 và C 3 H 8 . (Trích đề thi TSĐH năm 2007 - Khối A) Ta có hh X n = 4,48 22,4 = 0,2 (mol) ; 2 Br n ban đầu = 1,4 × 0,5 = 0,7 (mol) → 2 Br n phản ứng = 0,7 2 = 0,35 (mol) Khối lượng bình đựng dung dịch Br 2 tăng 6,7 gam là khối lượng của hiđrocacbon không no. Đặt công thức chung của hai hiđrocacbon mạch hở là n 2n 2 2k C H + − ( k là số liên kết π trung bình) n 2n 2 2k C H + − + k Br 2 → n 2n 2 2k 2k C H Br + − 0,2 → 0,2 k Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 2 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn Từ phản ứng: 2 Br n = 0,2 k = 0,35 mol → k = 1,75 M = 14 n + 2 – 2 k = 6,7 0,2 = 33,5 → n = 2,5 Theo đề bài thì hai hiđrocacbon mạch hở là không no. Vậy hai hiđrocacbon đó là: C 2 H 2 và C 4 H 8 . Ví dụ 2. Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai ancol no, đơn chức liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 3,584 lít CO 2 ở đktc và 3,96 gam H 2 O. Giá trị của a và CTCT của các ancol là A. 3,32 gam ; CH 3 OH và C 2 H 5 OH. B. 4,32 gam ; C 2 H 5 OH và C 3 H 7 OH. C. 2,32 gam ; C 3 H 7 OH và C 4 H 9 OH. D. 3,32 gam ; C 2 H 5 OH và C 3 H 7 OH. Số mol ancol = 0,22 - 0,16 = 0,06 Số nguyên tử C trung bình : 0,16 n 2,67 0,06 = = C n H 2n+2 O a = m C + m H + m O = 12.0,16 + 2.0,22 + 16.0,06 = 3,32 Ví dụ 3: Nitro hoá benzen thu được hỗn hợp hai hợp chất nitro X, Y có phân tử khối hơn kém nhau. Đốt cháy hoàn toàn 14,1 gam hỗn hợp X, Y thu được 1,568 lít khí N 2 (đktc). Tìm công thức phân tử của X, Y. HD. Gọi z là số nhóm -NO 2 trung bình trong hai hợp chất X, Y C 6 H 6 + z HNO 3 đặc xt → 6 2 6 z z C H (NO ) − + z H 2 O (1) 6 2 6 z z C H (NO ) − + 30 5z 4   −  ÷   O 2 → z 2 N 2 + 6CO 2 + 6 z 2   −  ÷   H 2 O (2) z 14,0 ¬ 0,07 Ta có 2 N n = 1,568 22,4 = 0,07 (mol) ; M = 78 + 45 z = 14,1 z 0,14 × → z = 1,4 Vây công thức phân tử của X, Y là: C 6 H 5 NO 2 và C 6 H 4 (NO 2 ) 2 . 4. Phương pháp tăng hoặc giảm khối lượng Ví dụ 1: Cho 5,76 gam axit hữu cơ X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO 3 thu được 7,28 gam muối của axit hữu cơ. Công thức cấu tạo thu gọn của X là A. CH 2 =CH-COOH. B. CH 3 COOH. C. CH 3 -CH 2 -COOH. D. HC ≡ C-COOH. (Trích đề thi TSCĐ năm 2007 - Khối A, B) Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 3 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn Bài giải Đặt công thức axit hữu cơ X đơn chức: RCOOH 2RCOOH + CaCO 3 → (RCOO) 2 Ca + CO 2 ↑ + H 2 O (2R + 90) gam → (2R + 128) gam Theo pt hoá học, cứ 2 mol X tạo ra 1 mol muối có khối lượng tăng: 38 gam Vậy a mol X phản ứng hết có khối lượng tăng: 7,28 – 5,76 = 1,52 (gam) → a = 2 1,52 38 × = 0,08 (mol) Nên X M = R + 45 = 5,76 0,08 = 72 (g/mol) → R = 27 (C 2 H 3 ) Công thức cấu tạo của axit X là: CH 2 =CH-COOH. Ví dụ 2. Oxi hoá m gam X gồm CH 3 CHO, C 2 H 3 CHO, C 2 H 5 CHO bằng O 2 có xúc tác thích hợp, sản phẩm thu được sau phản ứng gồm ba axit có khối lượng (m + 3,2) gam. Cho m gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO 3 trong NH 3 thì thu được a gam kết tủa Ag. Giá trị của a là A. 21,6. B. 43,2. C. 32,4. D. 27,0. n hh = n O = 3,2/16 = 0,2 mol. n Ag = 2.0,2 = 0,4 mol. m = 43,2 gam. Ví dụ 3. X là một este no đơn chức, có tỉ khối hơi đối với CH4 là 5,5. Nếu đem đun 2,2 gam este X với dung dịch NaOH (dư), thu được 2,05 gam muối. Công thức cấu tạo thu gọn của X là A. HCOOCH2CH2CH3. B. C2H5COOCH3. C. CH3COOC2H5. D. HCOOCH(CH3)2. Đáp án : C BÀI TẬP MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ Bài 1. Một hỗn hợp hơi gồm C x H y và NH3 có tổng thể tích là 5 lit. Đốt hoàn toàn hh này bằng 12 lit O 2 dư.Sau p/ứ thu đc 18 lit hh khí N 2 , CO 2 , H 2 O, O 2 . Ngưng tụ hoàn toàn hơi nước còn lại 10 lít khí. Cho 10 lít khí này qua KOH dư còn lại 8 lít khí. Công thứ C x H y là. A. C 2 H 4 B. CH 4 C. C 3 H 6 D. C 4 H 6 Bài 2. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp A gồm (CH 2 =CHCH 2 OH; C 2 H 5 CHO; CH 3 COCH 3 ; CH 3 COOCH 3 ) rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng CaO. Khối lượng bình đựng CaO tăng lên bao nhiêu gam? A. 5,4 B. 13,2 C.37,2 D. 18,6 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 4 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn Bài 3. Đun nóng hỗn hợp khí X gồm C 2 H 2 và H 2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) thấy khối lượng bình Br 2 tăng 1,32 gam và còn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (ở đktc) có tỉ khối so với H 2 là 8. Khối lượng của hỗn hợp X là: A. 1,68 gam B. 1,87 gam C. 1, 86 gam D. 1,64 gam Bài 4. Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được ba thể tích hỗn hợp Y (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 12. Công thức phân tử của X là A. C6H14. B. C3H8. C. C4H10. D. C5H12. Bài 5. Đun nóng hỗn hợp gồm hai rượu (ancol) đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng với H2SO4 đặc ở 140oC. Sau khi các phản ứng kết thúc, thu được 6 gam hỗn hợp gồm ba ete và 1,8 gam nước. Công thức phân tử của hai rượu trên là A. CH3OH và C2H5OH. B. C2H5OH và C3H7OH. C. C3H5OH và C4H7OH. D. C3H7OH và C4H9OH. Bài 6. Hiđro hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol. Mặt khác, khi đốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa đủ 17,92 lít khí O2 (ở đktc). Giá trị của m là A. 17,8. B. 24,8. C. 10,5. D. 8,8. Bài 7. Cho 1,24 gam hỗn hợp 4 rượu đơn chức tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát ra V ml H 2 (đktc) và 1,90 gam muối. Tính V A.112 ml B. 224 ml C. 336 ml D. 448 ml ĐÁP ÁN BÀI TẬP MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ 1 2 3 4 5 6 7 A C D D A A C Dãy điện hóa của kim loại Câu 1. Một học sinh viết các sơ đồ phản ứng sau : 1. Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu 2. Cu + Ag + → Cu 2+ + Ag 3. Cu + Fe 2+ → Cu 2+ + Fe 4. Ag + H + → Ag + + H 2 Những trường hợp có xảy ra phản ứng là A. 1, 2. B. 3, 4. C. 1, 3. D. 2, 3. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 5 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn Câu 2. Fe tác dụng được với dung dịch CuCl 2 tạo ra Cu và FeCl 2 . Cu tác dụng được với dung dịch FeCl 3 tạo ra FeCl 2 và CuCl 2 . Tính oxi hoá của các ion kim loại tăng theo chiều: A. Fe 2+ < Cu 2+ < Fe 3+ B. Fe 3+ < Cu 2+ < Fe 2+ C. Cu 2+ < Fe 3+ < Fe 2+ D. Fe 3+ < Fe 2+ < Cu 2+ Câu 3. Ion nào có khả năng oxi hoá yếu nhất? A. Zn 2+ B. Cu 2+ C. H + D. Ag + Câu 4. Dãy ion kim loại nào sau đây được xếp theo chiều tăng tính oxi hoá ? A. Mg 2+ , Fe 2+ , Ag + , Al 3+ . B. Al 3+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Ag + . C. Mg 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ag + . D. Mg 2+ , Zn 2+ , Ag + , Fe 2+ . Câu 5. Trong dãy nào sau đây, tính oxi hoá của các ion kim loại được sắp xếp theo chiều tăng dần từ trái sang phải? A. Zn 2+ , Fe 3+ , Fe 2+ , Pb 2+ . B. Zn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Pb 2+ . C. Zn 2+ , Fe 2+ , Pb 2+ , Fe 3+ . D. Zn 2+ , Pb 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ . Câu 6. Trong dãy nào sau đây, tính khử của các kim loại được sắp xếp theo chiều tăng dần từ trái sang phải? A. Cu, Zn, Fe, Mg. B. Cu, Fe, Zn, Mg. C. Fe, Zn, Cu, Mg. D. Mg, Zn, Fe, Cu. Câu 7. Cho các cặp oxi hoá-khử : Fe 2+ .Fe, Zn 2+ .Zn, Cu 2+ .Cu, Pb 2+ .Pb. Có thể lập được bao nhiêu cặp pin điện hoá từ các cặp oxi hoá-khử trên ? A.2 B.3 C.4 D.6 Câu 8. Cho các dung dịch : CuSO 4 , FeCl 3 , FeCl 2 , KCl, ZnSO 4 , AgNO 3 . Những dung dịch tác dụng được với kim loại Zn là A. CuSO 4 , FeCl 3 , FeCl 2 , KCl. B. CuSO 4 , FeCl 3 , ZnSO 4 , AgNO 3 . C. CuSO 4 , FeCl 2 , KCl, AgNO 3 . D. CuSO 4 , FeCl 3 , FeCl 2 , AgNO 3 . Câu 9. Kim loại X tác dụng với dung dịch muối sắt (III) tạo ra kim loại Fe. X có thể là A. Na B. Cu C. Mg D. Ni Câu 10. Ngâm bột Fe vào các dung dịch muối riêng biệt Fe 3+ , Zn 2+ , Cu 2+ , Pb 2+ , Mg 2+ , Ag + . Số phản ứng xảy ra là A. 4 B.5 C. 3 D. 6 Câu 11. Cho hỗn hợp bột Mg và Zn vào dung dịch chứa Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . Sau phản ứng thu được 2 kim loại, dung dịch gồm 3 muối là A. Zn(NO 3 ) 2 , AgNO 3 và Mg(NO 3 ) 2 . B. Mg(NO 3 ) 2 , Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . C. Mg(NO 3 ) 2 , Zn(NO 3 ) 2 và Cu(NO 3 ) 2 . D. Zn(NO 3 ) 2 , Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 6 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn Câu 12. Cho hỗn hợp bột Zn và Al vào dung dịch chứa Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . Sau phản ứng thu được 3 kim loại và dung dịch gồm 2 muối là A. Zn(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . B. Zn(NO 3 ) 2 và Cu(NO 3 ) 2 . C. Zn(NO 3 ) 2 và Al(NO 3 ) 3 . D. Al(NO 3 ) 3 và AgNO 3 . Câu 13. Chọn các phản ứng sai trong số các phản ứng cho sau đây : 1. 2Al + 3MgSO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Mg 2. Al + 6HNO 3 đặc, nguội → Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O 3. 2Al + 6H 2 O → hoãn hoáng Al - Hg 2Al(OH) 3 + 3H 2 4. 2Al + Fe 2 O 3 o t → Al 2 O 3 + 2Fe 5. 2Al + 2H 2 O + Ca(OH) 2 → Ca(AlO 2 ) 2 + 3H 2 A. 3, 4. B. 1, 2. C. 1, 3. D. 2, 5. Bài 14 : Cho các phản ứng hóa học sau : Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu ; Cu + 2Fe 3+ → Cu 2+ + 2Fe 2+ Nhận xét nào sau đây sai ? A. Tính khử của Fe mạnh hơn Cu. B. Tính oxi hóa của Fe 3+ mạnh hơn Cu 2+ . C. Tính oxi hóa của Fe 2+ yếu hơn Cu 2+ . D. Tính khử của Cu yếu hơn Fe 2+ . Bài 15 : Dãy gồm các ion xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa là : A. Zn 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ , Ag + . B. Zn 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ , Ag + . C. Zn 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , Ag + . D. Fe 2+ , Zn 2+ , Cu 2+ , Ag + . Bài 16 : Biết thứ tự của các cặp oxi hóa - khử trong dãy điện hóa được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa của các ion là : Ag + /Ag, Fe 3+ /Fe 2+ , Cu 2+ /Cu, Fe 2+ /Fe. Cặp chất nào sau đây không xảy ra phản ứng hóa học ? A. Ag + + Fe 2+ . B. Ag + + Cu. C. Cu + Fe 3+ . D. Cu 2+ + Fe 2+ . Bài 17: Khối lượng thanh sắt giảm đi trong trường hợp nhúng vào dung dịch nào sau đây ? A. Fe 2 (SO 4 ) 3 . B. CuSO 4 C. AgNO 3 . D. MgCl 2 Bài 18 : Dãy gồm các kim loại chỉ khử được Fe(III) về Fe(II) trong dung dịch muối là : A. Mg, Al. B. Fe, Cu. C. Cu, Ag. D. Mg, Fe. Bài 19 : Ngâm hỗn hợp hai kim loại gồm Zn, Fe vào dung dịch CuSO 4 Sau khi kết thúc phản ứng thu được chất rắn X gồm hai kim loại và dung dịch Y. Kết luận nào sau đây đúng ? A. X gồm Zn, Cu. B. Y gồm FeSO 4 , CuSO 4 C. Y gồm ZnSO 4 , CuSO 4 D. X gồm Fe, Cu. Bài 20 : Ngâm bột sắt vào dung dịch gồm Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . Kết thúc phản ứng thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Kết luận nào sau đây đúng ? Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 7 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn A. X gồm Fe(NO 3 ) 2 , Cu(NO 3 ) 2 . B. X gồm Fe(NO 3 ) 2 , Fe(NO 3 ) 3 . C. Y gồm Fe, Cu. D. Y gồm Fe, Ag. Bài 21 : Cho hợp kim Al, Mg, Ag vào dung dịch CuCl 2 . Sau phản ứng thu được hỗn hợp 3 kim loại là A. Cu, Al, Mg. B. Ag, Mg, Cu. C. Al, Cu, Ag. D. Al, Ag, Mg. Bài 22 : Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là A. Fe, Cu, Ag. B. Al, Cu, Ag. C. Al, Fe, Cu. D. Al, Fe, Ag. Bài 23: Trong số các kim loại Mg, Fe, Cu, kim loại có thể đẩy Fe ra khỏi dung dịch Fe(NO 3 ) 3 là A. Mg. B. Mg và Cu. C. Fe và Mg. D. Cu và Fe. Bài 24 : Cho hỗn hợp gồm Fe và Zn vào dung dịch AgNO 3 đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Hai muối trong X là A. Fe(NO 3 ) 3 và Zn(NO 3 ) 2 . B. Zn(NO 3 ) 2 và Fe(NO 3 ) 2 . C. AgNO 3 và Zn(NO 3 ) 2 . D. Fe(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . ĐÁP ÁN BÀI TẬP DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI 1A 2A 3A 4C 5C 6B 7D 8D 9C 10A 11C 12C 13B 14D 15C 16D 17D 18B 19D 20A 21C 22A 23A 24B Pin điện hóa và ăn mòn kim loại I. Pin điện hóa 1. Cấu tạo và hoạt động - Kim loại mạnh làm điện cực âm (anot) và bị ăn mòn. - Kim loại có tính khử yếu hơn được bảo vệ. - Cầu muối có tác dụng trung hòa dung dịch 2. Tính suất điện động của pin điện hóa E pin = E catot – E anot = E max - E min II. Ăn mòn kim loại Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 8 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. Đó là một quá trình hoá học hoặc quá trình điện hoá trong đó kim loại bị oxi hoá thành ion dương. M → M n+ + ne Có hai kiểu ăn mòn kim loại là ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá. 1. Ăn mòn hoá học Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. Máy móc dùng trong các nhà máy hoá chất, những thiết bị của lò đốt, nồi hơi, các chi tiết của động cơ đốt trong bị ăn mòn do tác dụng trực tiếp với các hoá chất hoặc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ càng cao, kim loại bị ăn mòn càng nhanh. 2. Ăn mòn điện hoá Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi hoá - 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. a) Thí nghiệm ăn mòn điện hoá Nhúng thanh kẽm và thanh đồng không tiếp xúc với nhau vào cốc đựng dung dịch H 2 SO 4 loãng. Nối thanh kẽm với thanh đồng bằng dây dẫn cho đi qua một vôn kế. Kim vôn kế quay, chứng tỏ có dòng điện chạy qua. Thanh Zn bị mòn dần, ở thanh Cu có bọt khí thoát ra. Giải thích : Ở điện cực âm (anot), kẽm bị ăn mòn theo phản ứng : Zn → Zn 2+ + 2e Ion Zn 2+ đi vào dung dịch, còn electron theo dây dẫn sang điện cực đồng. Ở điện cực dương (catot), ion H + của dung dịch H 2 SO 4 nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành phân tử H 2 thoát ra : 2H + + 2e → H 2 ↑ b) Cơ chế ăn mòn điện hóa sắt (hợp kim sắt trong không khí ẩm) Lấy sự ăn mòn sắt làm thí dụ. Trong không khí ẩm, trên bề mặt của sắt luôn có một lớp nước rất mỏng đã hoà tan O 2 và khí CO 2 trong khí quyển, tạo thành một dung dịch chất điện li. Sắt và các tạp chất (chủ yếu là cacbon) cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số pin rất nhỏ mà sắt là anot và cacbon là catot. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 9 - Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn Tại anot, sắt bị oxi hoá thành ion Fe 2+ : Fe → Fe 2+ + 2e Các electron được giải phóng chuyển dịch đến catot. Tại vùng catôt, O 2 hoà tan trong nước bị khử thành ion hiđroxit : O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH − Các ion Fe 2+ di chuyển từ vùng anot qua dung dịch điện li đến vùng catot và kết hợp với ion OH − để tạo thành sắt (II) hiđroxit. Sắt(II) hiđroxit tiếp tục bị oxi hoá bởi oxi của không khí thành sắt (III) hiđroxit, chất này lại phân huỷ thành sắt II oxit. Gỉ sắt màu đỏ nâu, có thành phần chính là Fe 2 O 3 .xH 2 O. c) Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hoá  Các điện cực phải khác chất nhau, có thể là 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 qua dây dẫn.  Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Thiếu một trong ba điều kiện trên sẽ không xảy ra sự ăn mòn điện hoá. Các diều kiện mô tả ở trên chỉ là tuyệt đối hoá, quá trình ăn mòn điện hoá xảy ra trong tự nhiên. III. Chống ăn mòn kim loại Sự ăn mòn kim loại gây tổn thất to lớn cho nền kinh tế quốc dân. Hàng năm chúng ta phải sửa chữa, thay thế nhiều chi tiết của máy móc, thiết bị dùng trong các nhà máy và công trường, các phương tiện giao thông vận tải, Mỗi năm, lượng sắt, thép bị gỉ chiếm đến gần 1/4 lượng được sản xuất ra. Vì vậy, chống ăn mòn kim loại là công việc quan trọng cần phải làm thường xuyên để kéo dài thời gian sử dụng của các máy móc, vật dụng làm bằng kim loại. Dưới đây là một vài phương pháp chống ăn mòn kim loại. 1. Phương pháp bảo vệ bề mặt Dùng những chất bền vững đối với môi trường để phủ ngoài mặt những đồ vật bằng kim loại như bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men, Sắt tây là sắt được tráng thiếc, tôn là sắt được tráng kẽm. Các đồ vật bằng sắt thường được mạ niken hay crom. 2. Phương pháp điện hoá Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện hoá và kim loại hoạt động hơn bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ. Thí dụ để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép và vỏ tàu (phần chìm dưới nước), ống thép dẫn nước, dẫn dầu, dẫn Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 10 - . Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn I. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ 1. Phương pháp bảo toàn khối lượng Ví dụ 1:. 336 ml D. 448 ml ĐÁP ÁN BÀI TẬP MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ 1 2 3 4 5 6 7 A C D D A A C Dãy điện hóa của kim loại Câu 1. Một học sinh viết các sơ đồ phản ứng sau : 1 HCOOCH2CH2CH3. B. C2H5COOCH3. C. CH3COOC2H5. D. HCOOCH(CH3)2. Đáp án : C BÀI TẬP MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ Bài 1. Một hỗn hợp hơi gồm C x H y và NH3 có tổng thể tích là 5