Условие задачи

Электролитическим методом из 2 т глинозема (Al2O3) удается получить 1 т алюминия. Вычислите выход алюминия от теоретически возможного.

Решение

Дисциплина: Химическая технология (металлургия, электролиз).

Решение:

1. Запишем реакцию восстановления глинозёма (Al₂O₃) до алюминия. При электролизе происходит восстановление оксида:
Al₂O₃ → 2Al + (3/2)O₂.

2. Теоретически из одного моля глинозёма можно получить два моля алюминия. Найдём массовые отношения.

Атомная масса алюминия ≈ 26,98; кислорода – 16,00.
Молекулярная масса Al₂O₃ = 2 × 26,98 + 3 × 16,00 ≈ 53,96 + 48,00 = 101,96.

Масса 2 моль Al = 2 × 26,98 = 53,96.

Отсюда отношение массы алюминия к массе глинозёма:
η₍теор₎ = 53,96 / 101,96 ≈ 0,529, то есть 52,9 %.

3. Теоретически из 1 тонны глинозёма можно получить около 0,529 тонны алюминия, а из 2 т – 2 × 0,529 ≈ 1,058 т алюминия.

4. По условию фактически получают 1 тонну алюминия. Тогда выход (эффективность) по отношению к теоретически возможному определяется как:
η = (фактическая масса / теоретическая масса) × 100 % = (1 / 1,058) × 100 % ≈ 94,5 %.

Ответ: Выход алюминия составляет примерно 94,5 % от теоретически возможного.