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Vidéo question :: Identifier les gaz résiduaires produits par une cellule de Hall–Héroult Chimie • Troisième secondaire

Compte tenu du contenu de la cellule électrolytique utilisée pour l’extraction de l’aluminium, lequel des éléments suivants est peu susceptible d’être un gaz résiduaire ? [A] CO₂ [B] O₂ [C] H₂ [D] CO

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Transcription de la vidéo

Compte tenu du contenu de la cellule électrolytique utilisée pour l’extraction de l’aluminium, lequel des éléments suivants est peu susceptible d’être un gaz résiduaire ? (A) CO2, (B) O2, (C) H2, (D) CO.

Pour répondre à cette question, examinons la cellule électrolytique utilisée lors de l’extraction de l’aluminium. Tout d’abord, nous savons que dans la cellule, l’alumine, ou Al2O3, est mélangée à de la cryolithe en fusion pour former une solution électrolytique. L’électricité passe à travers l’électrolyte, provoquant la décomposition de l’alumine. À la cathode, la réduction a lieu. Chaque ion Al3+ gagne trois électrons pour former des atomes d’aluminium métallique. L’aluminium en fusion coule au fond de la cellule et peut ensuite être collecté. À l’anode, une oxydation a lieu. Les ions O2− perdent des électrons pour former des molécules d’oxygène gazeux. L’oxygène gazeux s’échappe de la solution d’électrolyte sous forme de bulles et quitte la cellule. Puisque nous savons que l’oxygène est un gaz résiduaire, nous pouvons l’éliminer des choix de réponse.

La cellule électrolytique fonctionne à une température très élevée, autour de 1 000 degrés Celsius. L’anode et la cathode de la cellule électrolytique sont toutes deux composées de carbone. Lorsque nous chauffons du carbone pur à une température aussi élevée, une partie de celui-ci réagit avec l’oxygène gazeux produit dans la cellule. Cette réaction a tendance à se produire aux anodes en carbone. Lorsque le carbone de l’anode réagit avec l’oxygène gazeux, il se forme du dioxyde de carbone gazeux. Ce dioxyde de carbone gazeux est un autre gaz résiduaire, éliminons-le donc des choix de réponse.

La réaction chimique que nous venons d’écrire est celle de l’oxydation complète du carbone solide. Cependant, il est également possible qu’une oxydation incomplète ait lieu. L’oxydation incomplète du carbone solide produit du monoxyde de carbone. Donc, éliminons ce gaz résiduaire des choix de réponse. Cela ne laisse que de l’hydrogène gazeux, soit H2, qui doit être la bonne réponse.

En conclusion, dans la cellule d’électrolyse utilisée pour l’extraction de l’aluminium, le gaz qui n’est pas susceptible d’être un gaz résiduaire est H2, soit le choix de réponse (C).

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