Trong tự nhiên quặng bauxite có thành phần chính là Al2O3. Hiện nay, trên thế giới khoảng 90% sản lượng Al được sản xuất từ quặng bauxite. Sơ đồ thùng điện phân Al2O3 nóng chảy như sau:
a) Để sản xuất nhôm trong công nghiệp ngoài điện phân Al2O3 nóng chảy thì còn dùng phương pháp điện phân dung dịch AlCl3.
b) Thùng điện phân Al2O3 nóng chảy có các điện cực làm bằng than chì.
c) Cho nhiệt tạo thành chuẩn của Al2O3 là = -838 kJ/mol. Để thu được 1 tấn Al với hiệu suất sử dụng năng lượng đạt 75% và 1 kWh = 3600 kJ, thì cần tiêu tốn 5747,6 kWh. (Kết quả làm tròn đến hàng phần mười)
d) Cryolite được trộn cùng với Al2O3 để tạo thành hỗn hợp có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, Al3+ không bị khử trong dung dịch nên điện phân dung dịch AlCl3 không thu đươc Al:
AlCl3 + H2O —> Cl2 + H2 + Al(OH)3
(b) Đúng, than chì dẫn điện tốt, chịu được nhiệt độ cao, nhược điểm là anode bị O2 sinh ra oxi hóa và phải thay mới định kỳ nhưng than chì có chi phí thấp, dễ tạo hình điện cực nên nhược điểm trên chấp nhận được trong quy mô công nghiệp.
(c) Đúng:
Để tạo 2 mol Al (54 gam) cần 838 kJ năng lượng
H = 75% —> Năng lượng để tạo 1 tấn (1 triệu gam) Al là:
1000000.838/(54.75%) = 20691358 kJ = 5747,6 kWh
(d) Đúng