Một nhà máy sản xuất nhôm bằng phương pháp điện phân nóng chảy hỗn hợp nhôm oxit và criolit với anot làm bằng than chì ở hiệu điện thế U = 5V. Cho biết:
– Công của dòng điện (Jun) là A = U.I.t; trong đó I là cường độ dòng điện (ampe), t là thời gian điện phân (giây).
– Hiệu suất sử dụng điện năng của quá trình điện phân là 90%.
– Toàn bộ lượng khí oxi sinh ra ở anot đã đốt cháy than chì thành CO và CO2 với số mol bằng nhau.
Để sản xuất 0,9 kg nhôm thì điện năng tiêu thụ là a kWh (1kWh = 3600 kJ) và khối lượng cacbon tiêu hao ở anot là b kg. Cho biết hằng số Faraday F = 96500. Giá trị của a và b lần lượt là
A. 14,89 và 0,40. B. 14,89 và 0,44.
C. 14,98 và 0,40. D. 14,98 và 0,44.
Câu trả lời tốt nhất
mAl = 900 = 27.I.t/3F —> I.t = 9650000
—> A = U.I.t = 5.9650000 = 48250000 J = 48250 kJ
—> a = 48250 / 3600.90% ≈ 14,89 kWh
nCO = nCO2 = x
Bảo toàn electron: 3nAl = 2x + 4x
nAl = 1/30 kmol —> x = 1/60 kmol
—> mC = 12.2x = 0,4 kg