Trong công nghiệp, nhôm được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy hỗn hợp alumina (Al2O3) và cryolite (Na3AlF6) còn gọi là quy trình Hall-Héroul: 2Al2O3(l) → 4Al(l) + 3O2(g) như hình dưới đây. Nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp alumina và cryolite khoảng 950°C, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của alumina (> 2000°C); ngoài ra, cryolite còn làm tăng độ dẫn điện của hỗn hợp nóng chảy. trong quá trình điện phân, cực dương làm bằng graphite bị ăn mòn và liên tục bị nhúng xuống bể điện phân. Sau một thời gian, các thanh graphite này sẽ được thay mới.

a. Nhôm kim loại được tách ra tại cathode.
b. Cryolite được thêm vào bể điện phân giúp tiết kiệm được năng lượng, giảm chi phí sản xuất.
c. Bên cạnh nhôm, oxygen tinh khiết cũng thu được trực tiếp từ quy trình này.
d. Vì anode và cathode đều làm bằng graphite, nên nếu đổi chiều dòng điện (anode trở thành cathode và ngược lại) thì quy trình điện phân vẫn xảy ra bình thường.
e. Để sản xuất được 8 tấn Al (với hiệu suất chuyển hóa Al2O3 thành Al là 90%) thì cần 42 tấn quặng bauxite chứa 40% Al2O3 (còn lại là tạp chất không chứa nhôm) (không làm tròn các giai đoạn trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).
g. Trong công nghiệp có thể thay Al2O3 bằng AlCl3 để tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí sản xuất.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, Al3+ bị khử tại cathode thành Al lỏng và Al lỏng được tách ra tại đây.
(b) Đúng
(c) Sai, O2 sinh ra tại anode rồi đốt cháy luôn anode nên khí thoát ra từ bình điện phân gồm CO2, CO, O2 dư.
(d) Sai, nếu đảo ngược cực thì Al lỏng nặng hơn sẽ chìm xuống và phản ứng với các khí thoát ra từ điện cực còn lại.
(e) Đúng: m quặng = 8.102/(2.27.90%.40%) = 42 tấn
(g) Sai, AlCl3 bị thăng hoa khi đun nóng nên không thể điện phân nóng chảy.
