\({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}\) có nhiệt độ nóng chảy rất cao \(\left( {{{2050}^o }{\rm{C}}} \right)\) nên việc điện phân nóng chảy \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}\) nguyên chất sẽ khó thực hiện. Hiện nay, theo công nghệ Hall-Héroult, người ta hoà tan \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}\) trong cryolite \(\left( {{\rm{N}}{{\rm{a}}_3}{\rm{Al}}{{\rm{F}}_6}} \right)\) nóng chảy được hỗn hợp chất điện phân có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn (khoảng gần \({1000^o }{\rm{C}}\)). Giải pháp này giúp tiết kiệm năng lượng, đồng thời tạo ra chất lỏng có tính dẫn điện tốt, nhẹ hơn Al và nổi lên phía trên lớp Al lỏng, bảo vệ Al không bị oxi hoá bởi không khí. Sơ đồ thùng điện phân được biểu diễn như hình dưới:

Quá trình điện phân được tiến hành với dòng điện có hiệu điện thế thấp (khoảng 5 V) và cường độ dòng điện \(100 - 300{\rm{kA}}.\) Để sản xuất được 1 tấn Al cần tiêu tốn khoảng 2 tấn \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3},50\;{\rm{kg}}\) cryolite, 400 kg than cốc.

Cho biết: Năng lượng điện tiêu thụ theo lí thuyết, \({{\rm{A}}_{{\rm{lt}}}} = \frac{{{\rm{U}} \cdot {{\rm{m}}_{{\rm{Al}}}} \cdot {{\rm{F}}_{9 \times 3,6 \cdot {{10}^6}}}}}{{({\rm{kWh}})}}.\) Với: \({{\rm{m}}_{{\rm{Al}}}}\) là khối lượng Al được điều chế (gam); F là hằng số Faraday, \({\rm{F}} = 96485{\rm{Cmo}}{{\rm{l}}^{ - 1}};{\rm{U}}({\rm{V}})\) là hiệu điện thế áp đặt vào hai cực của bình điện phân.

a. Tại cathode xảy ra quá trình khử cation \({\rm{A}}{{\rm{l}}^{3 + }}.\)