Bước 1: Tính lượng Al₂O₃ cần thiết để sản xuất 4 tấn nhôm

Nhôm (Al) được sản xuất từ Al₂O₃ thông qua quá trình điện phân. Phản ứng điện phân của Al₂O₃ là:

\(\text{2Al}_{2} \text{O}_{3} \rightarrow 4 \text{Al} + 3 \text{O}_{2}\)

Từ phương trình phản ứng, ta thấy rằng 2 mol Al₂O₃ sẽ tạo ra 4 mol Al. Vậy, tỷ lệ giữa khối lượng Al₂O₃ và Al là:

\(\frac{M_{\text{Al}_{2} \text{O}_{3}}}{M_{\text{Al}}} = \frac{102}{54} = 1 , 8889\)

Điều này có nghĩa là để sản xuất 1 kg Al, cần khoảng 1,8889 kg Al₂O₃.

Vì ta cần sản xuất 4 tấn nhôm (tương đương 4000 kg), lượng Al₂O₃ cần thiết là:

\(\left(\text{Kh} \overset{ˊ}{\hat{\text{o}}} \text{i}\&\text{nbsp};\text{l}ượ\text{ng}\&\text{nbsp};\text{Al}\right)_{2} \text{O}_{3} = 4000 \times 1 , 8889 = 7555 , 6 \textrm{ } \text{kg}\)

Bước 2: Tính lượng quặng bauxite cần dùng

Bauxite chứa khoảng 48% Al₂O₃. Để tính lượng quặng bauxite cần dùng để có được 7555,6 kg Al₂O₃, ta sử dụng tỉ lệ:

\(\text{Kh} \overset{ˊ}{\hat{\text{o}}} \text{i}\&\text{nbsp};\text{l}ượ\text{ng}\&\text{nbsp};\text{qu}ặ\text{ng}\&\text{nbsp};\text{bauxite} = \frac{7555 , 6}{0 , 48} \approx 15732 \textrm{ } \text{kg}\)

Bước 3: Điều chỉnh hiệu suất phản ứng

Vì hiệu suất phản ứng là 95%, nghĩa là chỉ có 95% Al₂O₃ trong quặng bauxite được sử dụng trong quá trình sản xuất nhôm. Do đó, lượng quặng bauxite cần dùng để có được 7555,6 kg Al₂O₃ là:

\(\text{Kh} \overset{ˊ}{\hat{\text{o}}} \text{i}\&\text{nbsp};\text{l}ượ\text{ng}\&\text{nbsp};\text{qu}ặ\text{ng}\&\text{nbsp};\text{bauxite}\&\text{nbsp};\text{c} \overset{ˋ}{\hat{\text{a}}} \text{n}\&\text{nbsp};\text{d} \overset{ˋ}{\text{u}} \text{ng} = \frac{15732}{0 , 95} \approx 16556 \textrm{ } \text{kg}\)

Kết luận:

Khối lượng quặng bauxite cần dùng để sản xuất 4 tấn nhôm là khoảng 16,556 tấn

1. NaCl → 1 X: NaCl là natri clorua, và quá trình này có thể liên quan đến quá trình điện phân hoặc phản ứng với chất khác để tạo ra một hợp chất mới. Một phản ứng hợp lý là NaCl bị nhiệt phân tạo ra khí Clo (Cl₂) và natri kim loại (Na). Tuy nhiên, trong trường hợp này, chất X có thể là NaOH (natri hiđroxit) do sự phản ứng của NaCl với nước, tạo thành NaOH và khí H₂.
   Phương trình phản ứng:
   \(\text{NaCl} + \text{H}_{2} \text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \text{H}_{2}\)
   => X = NaOH.
2. NaOH → 2 NaHCO₃: Natri hiđroxit (NaOH) phản ứng với khí CO₂ để tạo ra natri bicarbonat (NaHCO₃). Phản ứng này là một phản ứng axit-bazơ.
   Phương trình phản ứng:
   \(\text{NaOH} + \text{CO}_{2} \rightarrow \text{NaHCO}_{3}\)
   => Y = NaHCO₃.
3. NaHCO₃ → 3 NaNO₃: Natri bicarbonat (NaHCO₃) bị nhiệt phân tạo ra natri nitrat (NaNO₃) và khí CO₂. Phản ứng này thường xảy ra khi đun nóng NaHCO₃ trong môi trường có nitrat.
   Phương trình phản ứng:
   \(2 \text{NaHCO}_{3} \rightarrow \text{NaNO}_{3} + \text{CO}_{2} + \text{H}_{2} \text{O}\)
   => NaNO₃ là sản phẩm cuối cùng.

Kết luận:

• X = NaOH (natri hiđroxit)
• Y = NaHCO₃ (natri bicarbonat)

Phương trình hóa học của các phản ứng:

1. \(\text{NaCl} + \text{H}_{2} \text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \text{H}_{2}\)
2. \(\text{NaOH} + \text{CO}_{2} \rightarrow \text{NaHCO}_{3}\)
3. \(2 \text{NaHCO}_{3} \rightarrow \text{NaNO}_{3} + \text{CO}_{2} + \text{H}_{2} \text{O}\)

1. Tách đồng (Cu):

Khi cho bột bạc lẫn tạp chất vào dung dịch axit nitric, bạc không phản ứng với axit này, nhưng đồng sẽ bị hòa tan trong axit nitric, tạo thành dung dịch muối đồng(II) nitrat (Cu(NO₃)₂).

Phương trình hóa học của phản ứng với đồng:

\(\text{Cu} + 2 \text{HNO}_{3} \rightarrow \text{Cu}(\text{NO}_{3} \left.\right)_{2} + \text{H}_{2} \text{O}\)

2. Tách nhôm (Al):

Nhôm có tính phản ứng mạnh với axit nitric, tạo thành muối nhôm nitrat (Al(NO₃)₃) và giải phóng khí hidro (H₂).

Phương trình hóa học của phản ứng với nhôm:

\(2 \text{Al} + 6 \text{HNO}_{3} \rightarrow 2 \text{Al}(\text{NO}_{3} \left.\right)_{3} + 3 \text{H}_{2}\)

3. Tinh chế bạc:

Sau khi đồng và nhôm đã bị hòa tan vào dung dịch axit, bạc sẽ còn lại dưới dạng bột không hòa tan trong dung dịch axit nitric. Sau đó, ta có thể lọc để tách bột bạc ra khỏi dung dịch axit chứa muối đồng và nhôm.

Kết luận:

• Axit nitric (HNO₃) giúp hòa tan đồng và nhôm, trong khi bạc không phản ứng và vẫn giữ lại ở dạng bột.
• Sau khi lọc, ta sẽ thu được bột bạc tinh khiết.

Phương pháp này sử dụng khả năng hòa tan khác nhau của các kim loại trong dung dịch axit nitric để tinh chế bạc.

Tóm lại, liên kết kim loại được hình thành do sự tương tác giữa các ion kim loại dương và biển electron tự do, giúp các kim loại có những đặc tính nổi bật như dẫn điện, dẫn nhiệt, và dễ uốn.