Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất bằng cách điện phân nóng chảy hỗn hợp aluminium oxide (Al2O3) và cryolite (Na3AlF6) trong thùng điện phân với các điện cực làm bằng than chì.
a) Nếu sử dụng 10,2 tấn Al2O3 với hiệu suất chuyển hóa thành Al là 90% thì lượng nhôm sinh ra sản xuất được 22 000 m dây nhôm có đường kính 10 mm. Biết khối lượng riêng của nhôm là 2,7 g/cm³.
b) Cryolite có vai trò làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 và tăng độ dẫn điện của hỗn hợp điện phân.
c) Ở cathode xảy ra quá trình 2O2- → O2 + 4e.
d) Ở anode có khí CO, CO2 thoát ra.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai: 2Al2O3 —> 4Al + 3O2
—> mAl = 10,2.4.27.90%/(102.2) = 4,86 tấn
r = 5 mm = 0,5 cm
mAl trong 1m dây = 3,14.0,5².100.2,7 = 211,95 gam
Số m dây Al sản xuất được = 4,86.10^6/211,95 = 22930 m
(b) Đúng, cryolite (Na3AlF6) có 3 vai trò cực kỳ quan trọng:
+ Hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 từ 2050°C xuống còn khoảng 900°C (tiết kiệm năng lượng).
+ Tạo hỗn hợp có độ dẫn điện tốt hơn.
+ Tạo lớp bảo vệ ngăn không cho nhôm nóng chảy bị oxy hóa bởi không khí.
(c) Sai, ở cathode xảy ra quá trình khử:
Al3+ + 3e —> Al
(d) Đúng, ở anode xảy ra quá trình oxi hóa:
2O2- → O2 + 4e.
O2 sinh ra đốt cháy điện cực làm bằng than chì:
C + O2 —> CO2
C + CO2 —> 2CO
Có khí CO, CO2, O2 dư thoát ra ở anode.
