Questão 58 - Conhecimentos Gerais - Santa Casa 2025

O alumínio metálico é produzido industrialmente a partir da eletrólise ígnea (a 1 000 °C) da alumina, $\mathrm{A}{\mathcal{l}}_2{\mathrm{O}}_3$, um composto obtido do minério de alumínio. O processo é realizado em uma cuba eletrolítica, que é um compartimento de aço revestido por uma camada de material isolante térmico. O polo positivo dessa cuba eletrolítica é constituído de grafite e o polo negativo é de aço. A figura representa a cuba eletrolítica.

(Lawrence S. Brown e Thomas A. Holme. Chemistry for Engineering Students, 2011. Adaptado.)

O processo da eletrólise é realizado em um eletrólito de alumina fundida que contém íons alumínio, $\mathrm{A}{\mathcal{l}}^{3+}$, e oxigênio, ${\mathrm{O}}^{2-}$.

As reações que ocorrem nos eletrodos são:

$$\begin{gathered} \mathrm{A}{\mathcal{l}}^{3+} + 3{\mathrm{e}}^{-} \underset{ }{\to } \mathrm{A}\mathcal{l} \\ 2{\mathrm{O}}^{2-} \underset{ }{\to } {\mathrm{O}}_2 + 4{\mathrm{e}}^{-} \end{gathered}$$

O eletrodo de grafite reage com o oxigênio e forma ${\mathrm{CO}}_2$ gasoso. Supondo que todo o ${\mathrm{O}}_2$ produzido na eletrólise seja convertido a ${\mathrm{CO}}_2$ por reação com a grafite, a cada 1 mol de alumina consumido no processo são formados _______________ mol de ${\mathrm{CO}}_2$, e na eletrólise da alumina ocorre reação de _______________ no polo negativo.

As lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por: