Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao (2050°C) nên việc điện phân nóng chảy Al2O3 nguyên chất sẽ khó thực hiện. Hiện nay, theo công nghệ Hall-Héroult, người ta hoà tan Al2O3 trong cryolite (Na3AlF6) nóng chảy được hỗn hợp chất điện phân có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn (khoảng gần 1000°C). Giải pháp này giúp tiết kiệm năng lượng, đồng thời tạo ra chất lỏng có tính dẫn điện tốt, nhẹ hơn Al và nổi lên phía trên lớp Al lòng, bảo vệ Al không bị oxi hoá bởi không khí. Sơ đồ thùng điện phân được biểu diễn như hình dưới. Quá trình điện phân được tiến hành với dòng điện có hiệu điện thế thấp (khoảng 5 V) và cường độ dòng điện 100-300 kA. Để sản xuất được 1 tấn Al cân tiêu tốn khoảng 2 tần Al2O3, 50 kg cryolite, 400 kg than cốc.
Cho biết: Năng lượng điện tiêu thụ theo lí thuyết, Alt = (U.mAl. F)/(9 x 3, 6.10^6) (kWh). Với: mAl là khối lượng Al được điều chế (gam); F là hằng số Faraday, F = 96485 C mol¹; U (V) là hiệu điện thế áp đặt vào hai cực của bình điện phân. Các phát biểu sau là đúng hay sai :
1) Tại cathode xảy ra quá trình khử cation Al3+.
2) Cryolite không bị điện phân trong thùng điện phân.
3) Năng lượng điện tiêu thụ để sản xuất được 1 kg Al theo lí thuyết là 16 kWh.
4) Tỉ lệ mol Al2O3 và Na3AlF6 không thay đổi trong quá trình điện phân.
Câu trả lời tốt nhất
(1) Đúng, tại cathode: Al3+ + 3e —> Al
(2) Đúng, hiệu điện thế được khống chế mức vừa phải để chỉ có Al2O3 bị điện phân, Na3AlF6 không bị điện phân.
(3) Sai
A = 5.1000.96485/(9.3,6.10^6) = 14,89 kWh
(4) Đúng, Al2O3 bên ngoài liên tục được bổ sung để bù cho phần Al2O3 đã bị điện phân sao cho tỉ lệ mol Al2O3 và Na3AlF6 không thay đổi.