Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất từ aluminium oxide (Al2O3) theo phương trình hoá học sau:
\(2\text{A}{{l}_{2}}{{O}_{3}}\xrightarrow[c\text{r}y\text{o}lit\text{e}]{dienphannongchay}4\text{A}l+3{{\text{O}}_{2}}\uparrow \)
a) Tính hiệu suất phản ứng khi điện phân 102 kg Al2O3, biết khối lượng nhôm thu được sau phản ứng là 51,3 kg.
b) Biết khối lượng nhôm thu được sau điện phân là 54 kg và hiệu suất phản ứng là 92%, tính khối lượng Al2O3 đã dùng.
Trả lời:
a) Phương trình hoá học: \(2\text{A}{{l}_{2}}{{O}_{3}}\xrightarrow[c\text{r}y\text{o}lit\text{e}]{dienphannongchay}4\text{A}l+3{{\text{O}}_{2}}\uparrow \)
Giả sử: 2 → 4 mol
Khối lượng: (2 . 102) → (4 . 27) gam
Khối lượng lí thuyết: 102 → x kg
Điện phân 102 kg Al2O3, khối lượng Al thu được theo lí thuyết là:
\({m_{lt}} = x = \frac{{102.4.27}}{2} = 54(kg)\)
Hiệu suất phản ứng là:
\(H = \frac{{{m_{tt}} \times 100}}{{{m_{lt}}}}(\% ) = \frac{{51,3 \times 100}}{{54}}(\% ) = 95(\% )\)
b) a) Phương trình hoá học: \(2\text{A}{{l}_{2}}{{O}_{3}}\xrightarrow[c\text{r}y\text{o}lit\text{e}]{dienphannongchay}4\text{A}l+3{{\text{O}}_{2}}\uparrow \)
Giả sử khối lượng: (2 . 102) → (4 . 27) gam
Khối lượng lí thuyết: y → 54 kg
Khối lượng Al2O3 cần dùng theo lí thuyết là:
\({m_{lt}} = y = \frac{{54.2.102}}{4.27} = 102(kg)\)
Do H = 92% nên khối lượng Al2O3 đã dùng là:
\(H = \frac{{{m_{tt}} \times 100}}{{{m_{lt}}}}(\% ) \Rightarrow {m_{tt}} = \frac{{102 \times 100}}{{92(\% )}} = 110,87(kg)\)