by Khi điện phân dung dịch nhôm ôxit Al$_{2}$O$_{3}$ nóng chảy, người ta cho dòng điện cường độ 20 kA chạy qua dung dịch này tương ứng với hiệu điện thế giữa các điện cực là 5,0 V. Nhôm có khối lượng mol là A = 27 g/mol và hoá trị n = 3. Xác định khoảng thời gian điện phân để thu được 1 tấn nhôm và lượng điện năng đã tiêu thụ trong quá trình điện phân này bằng bao nhiêu ?
A 5,364.10$^{13}$J
B 5,364.10$^{10}$J
C 5,364.10$^{15}$J
D 5,364.10$^{6}$J
Hướng dẫn
Chọn đáp án: B
Phương pháp giải:
Phương pháp:
– Định luật Fa – ra – đây thứ 2: Khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực khi điện phân:
\(m = \frac{1}{{96500}}.\frac{A}{n}.It\)
trong đó m tính bằng gam, A là khối lượng mol nguyên tử của chất, I tính bằng ampe, t tính bằng giây, n là hoá trị của nguyên tố tạo ra ion.
– Điện năng tiêu thụ: W = U.I.t
Hướng dẫn
Cách giải:
Khối lượng: m = 1 tấn = 1000kg = 1000 000g
Áp dụng công thức Fa-ra-đây về điện phân, ta xác định được khoảng thời gian điện phân nhôm
\(m = \frac{1}{{96500}}.\frac{A}{n}.It \Rightarrow t = \frac{{{{96500.10}^6}.3}}{{{{27.20.10}^3}}} \approx 149h\)
Điện năng tiêu thụ trong quá trình điện phân là:
\(W = UIt = {5.20.10^3}.149.3600 = 5,{364.10^{10}}J\)
Chọn B
