Trong công nghiệp, nhôm (Al) được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy hỗn hợp aluminium oxide \(\left( {{\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}} \right)\) với cryolite \(\left( {{\rm{N}}{{\rm{a}}_3}{\rm{Al}}{{\rm{F}}_6}} \right)\) ở điện áp 5 V và cường độ dòng điện là 140000 A. Xác định điện năng (theo MWh) đã tiểu thụ để sản xuất được 27 tấn nhôm. Cho biết hiệu suất sử dụng điện năng của quá trình điện phân là 90 %. Điện năng \({\rm{A}} = {\rm{U}}.{\rm{q}}\) (q là điện lượng, 1 mol điện lượng \( = 96485{\rm{C}},1{\rm{MWh}} = 3,{6.10^9}\;{\rm{J}}\)). 

Kim loại calcium ( Ca ) được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy \({\rm{CaC}}{{\rm{l}}_2}\) với dòng điện có cường độ 3000 A và điện áp \({\rm{U}} = 25\;{\rm{V}}.\) Hiệu suất điện phân là 80%. Tính điện năng (theo kWh ) đã sử dụng điều chế 1 kg Ca .

(Làm tròn kết quả đến hàng phần mười)

Cho biết: Điện năng A được xác định bởi công thức: \({\rm{A}} = {\rm{U}}.{{\rm{n}}_{\rm{e}}}.{\rm{F}}\) (với \({{\rm{n}}_{\rm{e}}}\) là số mol electron trao đổi giữa điện cực với các chất điện phân; \({\rm{F}} = 96485{\rm{C}}/{\rm{mol}}\)).

Lithium (Li) là kim loại quan trọng trong các ngành công nghiệp như pin điện, chế tạo hợp kim,... Kim loại Li được điều chế bằng cách điện phân hỗn hợp \({\rm{LiCl}} - {\rm{KCl}}\) với tỉ lệ khối lượng khoảng 6: 4 ở nhiệt độ \(425 - {500^o }{\rm{C}}.\) Hiệu suất điện phân đạt 75%. Khối lượng kim loại Li (theo kg ) thu được từ 1 tấn hỗn hợp \({\rm{LiCl}} - {\rm{KCl}}\) ban đầu là bao nhiêu?

(Làm tròn kết quả đến hàng phần mười)

Điện phân nóng chảy hỗn hợp gồm \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}(10\% )\) và cryolite (90 %) với anode là than cốc và cathode là than chì. Sau thời gian điện phân thu được 5,4 tấn Al tại cathode và hỗn hợp khí tại anode gồm \({\rm{C}}{{\rm{O}}_2}\)(80 theo thể tích) \({\rm{CO}}\) (20% theo thể tích). Giả thiết không có thêm sản phẩm nào được sinh ra trong quá trình điện phân. Tính khối lượng carbon (theo tấn) đã bị oxi hoá tại anode.

(Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)

a. Tại anode, chất (hoặc ion) có tính khử mạnh hơn thường bị điện phân trước.

Điện phân nóng chảy hỗn hợp gồm aluminium oxide \(\left( {{\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}} \right)\) và cryolite \(\left( {{\rm{N}}{{\rm{a}}_3}{\rm{Al}}{{\rm{F}}_6}} \right)\) để sản xuất nhôm \(({\rm{Al}})\) trong công nghiệp. Cho các vai trò sau của cryolite:

(1) Tạo với \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}\) thành hỗn hợp có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiều nhiệt độ nóng chảy \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}.\)

(2) Tăng khả năng dẫn điện của hỗn hợp điện phân do sự điện li tạo thành các ion.

(3) Hình thành lớp màng ngăn cản sự tiếp xúc giữa \({\rm{Al}}(i)\) mới sinh với không khí.

Hãy cho biết những vai trò nào đúng với cryolite trong quá trình sản xuất nhôm trong công nghiệp.

a. Tại anode, than cốc bị tiêu hao trong quá trình điện phân.