Sản xuất nhôm theo PTHH: Al₂O₃ →điện phân Al+O₂ ​ a/ Tính hiệu suất phản ứng khi điện phân 100 kg Al₂O₃, biết khối lượng nhôm thu được sau phản ứng là 51,3 kg. b/ Biết khối lượng nhôm thu được là 54...

Để giải quyết bài toán này, trước tiên ta cần biết phương trình hóa học và các khối lượng mol của các chất liên quan. Phương trình phản ứng điện phân nhôm oxit (Al₂O₃) là: \[ 2Al₂O₃ \rightarrow 4Al + 3O₂ \] ### a) Tính hiệu suất phản ứng khi điện phân 100 kg Al₂O₃, biết khối lượng nhôm thu được sau phản ứng là 51,3 kg. 1. **Tính số mol của Al₂O₃:** - Khối lượng mol của Al₂O₃ = 2(27) + 3(16) = 54 + 48 = 102 g/mol - Số mol của Al₂O₃ trong 100 kg = 100,000 g / 102 g/mol = 980,39 mol 2. **Số mol nhôm (Al) được tạo ra:** - Từ phương trình, 2 mol Al₂O₃ tạo ra 4 mol Al, tức là 1 mol Al₂O₃ tạo ra 2 mol Al. - Số mol Al được tạo ra = 980,39 mol Al₂O₃ × 2 = 1960,78 mol Al 3. **Tính khối lượng nhôm lý thuyết:** - Khối lượng mol của Al = 27 g/mol - Khối lượng nhôm lý thuyết = 1960,78 mol × 27 g/mol = 52937,06 g = 52,94 kg 4. **Tính hiệu suất phản ứng:** - Hiệu suất = (khối lượng thực tế / khối lượng lý thuyết) × 100% - Hiệu suất = (51,3 kg / 52,94 kg) × 100% = 97,18% **Kết quả: Hiệu suất phản ứng là 97,18%.** ### b) Biết khối lượng nhôm thu được là 54 kg và hiệu suất phản ứng là 92%. Tính khối lượng Al₂O₃ đã dùng. 1. **Tính khối lượng nhôm lý thuyết dựa vào hiệu suất:** - Hiệu suất = (khối lượng thực tế / khối lượng lý thuyết) × 100% - Khối lượng lý thuyết = khối lượng thực tế / (hiệu suất / 100%) - Khối lượng lý thuyết = 54 kg / (92 / 100) = 58,70 kg 2. **Tính số mol của nhôm thu được:** - Khối lượng mol của Al = 27 g/mol - Số mol của Al = 54 kg / 0,027 kg/mol = 2000 mol Al 3. **Tính số mol Al₂O₃ đã dùng:** - Từ phương trình, 4 mol Al tạo ra 2 mol Al₂O₃. Vậy số mol Al₂O₃ = 2000 mol Al × (2 mol Al₂O₃ / 4 mol Al) = 1000 mol Al₂O₃ 4. **Tính khối lượng Al₂O₃:** - Khối lượng Al₂O₃ = số mol × khối lượng mol = 1000 mol × 0,102 kg/mol = 102 kg **Kết quả: Khối lượng Al₂O₃ đã dùng là 102 kg.**