Номер 1, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 24. Коррозия металлов и её предупреждение. Глава V. Электрохимические реакции - номер 1, страница 112.

Условие.

1. Коррозию железа ускоряют

1) контакт с алюминием

2) контакт с кислотой

3) контакт с золотом

4) повышение температуры

Решение.

Решение 2.

Коррозия железа — это самопроизвольный процесс его разрушения в результате химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Рассмотрим каждый из предложенных факторов, чтобы определить, какие из них ускоряют этот процесс.

1) контакт с алюминием

При контакте двух разных металлов во влажной среде (электролите) образуется гальванический элемент, что приводит к электрохимической коррозии. Чтобы определить, какой из металлов будет разрушаться, необходимо сравнить их стандартные электродные потенциалы ($E^\circ$).

Для пары железо-алюминий потенциалы равны:

• Железо (Fe): $E^\circ(Fe^{2+}/Fe) = -0,44$ В
• Алюминий (Al): $E^\circ(Al^{3+}/Al) = -1,66$ В

Металл с более отрицательным (более низким) потенциалом является более активным и в гальванической паре выступает в роли анода, то есть окисляется (корродирует). Алюминий ($E^\circ = -1,66$ В) более активен, чем железо ($E^\circ = -0,44$ В). Поэтому в контакте с железом корродировать будет алюминий, защищая при этом железо. Этот метод защиты называется протекторной или катодной защитой. Следовательно, контакт с алюминием замедляет коррозию железа.

Ответ: не ускоряет.

2) контакт с кислотой

Кислая среда значительно ускоряет коррозию железа. Это происходит по двум причинам. Во-первых, железо напрямую реагирует с кислотами (неокислителями) с выделением водорода, что является процессом его прямого растворения: $Fe + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2$. Во-вторых, в электрохимическом процессе коррозии в кислой среде катодный процесс (восстановление) идет значительно быстрее за счет восстановления ионов водорода ($2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2$) по сравнению с медленным процессом восстановления растворенного кислорода в нейтральной среде ($O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$). Оба механизма ведут к интенсивному разрушению железа.

Ответ: ускоряет.

3) контакт с золотом

Рассмотрим гальваническую пару железо-золото. Сравним их стандартные электродные потенциалы:

• Железо (Fe): $E^\circ(Fe^{2+}/Fe) = -0,44$ В
• Золото (Au): $E^\circ(Au^{3+}/Au) = +1,50$ В

В этой паре железо является гораздо более активным металлом (имеет значительно более низкий потенциал). Поэтому железо будет выступать в роли анода и подвергаться ускоренной коррозии. Золото, как менее активный (благородный) металл, будет катодом. Большая разница потенциалов между железом и золотом ($1,50 - (-0,44) = 1,94$ В) создает сильную движущую силу для процесса коррозии, что приводит к очень быстрому разрушению железа в месте контакта.

Ответ: ускоряет.

4) повышение температуры

Коррозия является химическим (электрохимическим) процессом. Согласно общим принципам химической кинетики (описываемым, например, уравнением Аррениуса), скорость большинства химических реакций увеличивается с ростом температуры. Повышение температуры увеличивает энергию частиц, скорость диффузии реагентов (например, кислорода) к поверхности металла и отвода продуктов реакции, что в совокупности приводит к увеличению скорости коррозионных процессов.

Ответ: ускоряет.

Таким образом, правильными ответами являются пункты 2, 3 и 4, так как все эти факторы приводят к ускорению коррозии железа.