Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để giải bài toán này, trước tiên ta cần xác định phản ứng điện phân nhôm và phản ứng giữa carbon và oxygen.
1. **Phản ứng điện phân nhôm**:
Nhôm được sản xuất từ oxit nhôm (Al₂O₃) theo phản ứng điện phân:
\[
2Al₂O₃ \rightarrow 4Al + 3O₂
\]
Từ phản ứng trên, ta thấy rằng 2 mol Al₂O₃ sản xuất được 4 mol Al, nghĩa là 1 mol Al₂O₃ sản xuất được 2 mol Al.
2. **Tính số mol Al**:
Khối lượng nhôm cần sản xuất là 3 kg. Đầu tiên, ta tính số mol Al:
Khối lượng mol của nhôm (Al) là khoảng 27 g/mol.
\[
\text{Số mol Al} = \frac{3 \text{ kg}}{27 \text{ g/mol}} = \frac{3000 \text{ g}}{27 \text{ g/mol}} \approx 111.11 \text{ mol}
\]
3. **Tính số mol Al₂O₃ cần thiết**:
Theo tỉ lệ từ phản ứng, 1 mol Al₂O₃ sản xuất được 2 mol Al:
\[
\text{Số mol Al₂O₃} = \frac{111.11 \text{ mol Al}}{2} = 55.56 \text{ mol}
\]
4. **Tính số mol O₂ sinh ra**:
Từ phản ứng điện phân, 2 mol Al₂O₃ sản xuất 3 mol O₂:
\[
\text{Số mol O₂} = 55.56 \text{ mol Al₂O₃} \times \frac{3 \text{ mol O₂}}{2 \text{ mol Al₂O₃}} = 83.34 \text{ mol O₂}
\]
5. **Tính khối lượng carbon cần thiết**:
Các khí CO, CO₂ và O₂ có tỉ lệ mol bằng nhau, tức là tỉ lệ giữa O₂ và C là 1:1.
Ta có phản ứng giữa carbon và oxygen:
\[
C + O₂ \rightarrow CO
\]
\[
C + O₂ \rightarrow CO₂
\]
Trong mỗi mol O₂ thì sẽ cần 1 mol C, nên số mol C cần thiết cũng sẽ bằng số mol O₂ đã sinh ra.
\[
\text{Số mol C} = 83.34 \text{ mol}
\]
6. **Tính khối lượng carbon**:
Khối lượng mol của carbon (C) là khoảng 12 g/mol.
\[
\text{Khối lượng C} = 83.34 \text{ mol} \times 12 \text{ g/mol} = 1000.08 \text{ g} = 1.00008 \text{ kg}
\]
Cuối cùng, khối lượng than chì (C) bị đốt cháy ở anode khi sản xuất được 3 kg Al là khoảng:
\[
\text{Khối lượng C} \approx 1 \text{ kg}
\]
**Đáp án**: Khối lượng than chì bị đốt cháy là khoảng 1 kg.
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.