Номер 727, страница 130 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

727. Укажите верные утверждения:

а) состав коррозионной пленки на медных изделиях можно выразить формулой $xCuO \cdot yH_2O \cdot zCO_2$;

б) в одинаковых условиях полированная сталь подвергается коррозии быстрее, чем шероховатая;

в) контакт стали с медью ускоряет её коррозию во влажном воздухе;

г) в одинаковых условиях чистое железо корродирует медленнее, чем железо с примесями;

д) в одинаковых условиях оцинкованное железо ржавеет медленнее обычного;

е) коррозия железа в атмосфере углекислого газа протекает быстрее, чем в атмосфере кислорода.

а) состав коррозионной пленки на медных изделиях можно выразить формулой $xCuO \cdot yH_2O \cdot zCO_2$;

Продуктом атмосферной коррозии меди и её сплавов является патина — налёт преимущественно зелёного цвета. Основной компонент патины — это основной карбонат меди $(CuOH)_2CO_3$. Химический состав этого соединения можно представить в виде гидратированного оксида и диоксида углерода: $(CuOH)_2CO_3$ эквивалентно записи $2CuO \cdot H_2O \cdot CO_2$. В состав патины могут входить и другие схожие по структуре вещества, например, азурит $Cu_3(CO_3)_2(OH)_2$, который можно представить как $3CuO \cdot H_2O \cdot 2CO_2$. Таким образом, обобщённая формула $xCuO \cdot yH_2O \cdot zCO_2$ корректно описывает качественный состав основных продуктов коррозии меди в атмосферных условиях.

Ответ: утверждение верное.

б) в одинаковых условиях полированная сталь подвергается коррозии быстрее, чем шероховатая;

Скорость коррозии зависит от реальной площади поверхности, контактирующей с агрессивной средой. У шероховатой поверхности реальная площадь больше, чем у полированной при одинаковых геометрических размерах. Кроме того, неровности на шероховатой поверхности способствуют удержанию влаги и загрязнителей, которые образуют электролит и ускоряют коррозионные процессы. Полировка же, наоборот, сглаживает поверхность, уменьшая её активную площадь и удаляя центры зарождения коррозии, что замедляет процесс разрушения.

Ответ: утверждение неверное.

в) контакт стали с медью ускоряет её коррозию во влажном воздухе;

Это классический пример электрохимической (гальванической) коррозии. Железо ($Fe$), основной компонент стали, является более активным металлом, чем медь ($Cu$). При их контакте в присутствии электролита (в данном случае — влажного воздуха) образуется гальваническая пара. В этой паре более активное железо служит анодом и подвергается интенсивному окислению (разрушению): $Fe - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}$. Менее активная медь служит катодом, на котором протекает восстановление окислителя (кислорода) из воздуха: $O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$. В результате скорость коррозии стали значительно возрастает.

Ответ: утверждение верное.

г) в одинаковых условиях чистое железо корродирует медленнее, чем железо с примесями;

Примеси в техническом железе (например, углерод в стали) чаще всего являются электрохимически менее активными, чем само железо. В присутствии влаги на поверхности металла образуется множество микроскопических гальванических элементов. В них атомы железа играют роль анодов и разрушаются, а включения примесей — катодов. В чистом металле такие внутренние гальванические пары отсутствуют, поэтому процесс коррозии протекает значительно медленнее.

Ответ: утверждение верное.

д) в одинаковых условиях оцинкованное железо ржавеет медленнее обычного;

Оцинкованное железо покрыто слоем цинка ($Zn$). Цинк защищает железо от ржавления двумя способами. Во-первых, он создаёт механический барьер. Во-вторых, он обеспечивает протекторную (катодную) защиту. Цинк — более активный металл, чем железо. Если покрытие повреждается, в присутствии электролита образуется гальваническая пара, в которой цинк выступает в роли анода и корродирует сам, защищая тем самым железо (катод) от разрушения. Этот механизм защиты очень эффективен.

Ответ: утверждение верное.

е) коррозия железа в атмосфере углекислого газа протекает быстрее, чем в атмосфере кислорода.

Ключевым окислителем в процессе атмосферной коррозии железа (ржавления) является кислород ($O_2$). Без кислорода ржавление в воде практически не происходит. Углекислый газ ($CO_2$) не является сильным окислителем для железа. Его роль в коррозии заключается в том, что он, растворяясь в воде, образует угольную кислоту ($H_2CO_3$), которая подкисляет среду и увеличивает проводимость электролита, что ускоряет коррозию, но только при обязательном участии кислорода. Поэтому коррозия в атмосфере кислорода (при наличии влаги) протекает несравненно быстрее, чем в атмосфере углекислого газа.

Ответ: утверждение неверное.