Trong công nghiệp, nhôm (aluminium) được sản xuất bằng phương pháp điện phân

Câu hỏi số 773006:

Vận dụng

Trong công nghiệp, nhôm (aluminium) được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy aluminium oxide (có mặt cryolite) với các điện cực đều làm bằng than chì (carbon graphite). Trong quá trình này, kim loại Al được tạo thành ở cathode, khí oxygen sinh ra tại anode phản ứng với than chì tạo CO, CO₂ và làm giảm khối lượng anode. Trong một quá trình sản xuất nhôm, tại cathode thu được 5,4 kg Al, tại anode thu được hỗn hợp X gồm CO₂ và CO (trong đó CO chiếm 70% về thể tích) và khối lượng anode giảm m kg. Biết rằng các tạp chất đều trơ (không tham gia quá trình điện cực và phản ứng), toàn bộ oxygen sinh ra đều phản ứng với than chì. Giá trị của m bằng bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:773006

Phương pháp giải

Điện phân nóng chảy A_l2O₃: $2A{l_2}{O_3}\xrightarrow{{{t^o},cryolite}}4Al + 3{O_2}$

Thể tích CO chiếm 70% về thể tích $ \to {n_{CO}} = 0,7x{\rm{ }}(mol);{\rm{ }}{n_{C{O_2}}} = 0,3x{\rm{ }}(mol)$

Bảo toàn electron: $3.{n_{Al}} = 2.{n_{CO}} + 4.{n_{C{O_2}}}$⟶ x

Khối lượng anode giảm = m_{C phản ứng} = 12x

Giải chi tiết

${{\rm{n}}_{{\rm{Al}}}} = \dfrac{{5,4}}{{27}} = 0,2{\rm{ (kmol)}}$

Điện phân nóng chảy A_l2O₃: $2A{l_2}{O_3}\xrightarrow{{{t^o},cryolite}}4Al + 3{O_2}$

Thể tích CO chiếm 70% về thể tích $ \to {{\rm{n}}_{{\rm{CO}}}} = 0,7{\rm{x (mol); }}{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} = 0,3{\rm{x (mol)}}$

Ở cathode: $\begin{array}{l}{\rm{A}}{{\rm{l}}^{3 + }} + 3{\rm{e}} \to {\rm{Al}}\\{\rm{0}}{\rm{,2}} \to {\rm{0}}{\rm{,6 (kmol)}}\end{array}$

Ở anode: $\begin{array}{l}{\rm{C}} \to {{\rm{C}}^{ + 2}} + 2{\rm{e C}} \to {{\rm{C}}^{ + 4}} + 4{\rm{e}}\\{\rm{ 0}}{\rm{,7x}} \to {\rm{1}}{\rm{,4x 0}}{\rm{,3x}} \to {\rm{1}}{\rm{,2x}}\end{array}$

Bảo toàn electron: 0,6 = 1,4x + 1,2x$ \to {\rm{x = }}\dfrac{3}{{13}}{\rm{ (kmol)}}$

Khối lượng anode giảm = m_{C phản ứng} = 12x = 2,77 kg

Đáp án: 2,77

Đáp án cần điền là: 2,77

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.