Chimie Collège Vogt Première C d Mini Session Février 2019
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Exercices, méthodes & corrigés (3)
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EXERCICE 1
Oxydoréduction
EXERCICE 1: L'oxydoréduction I / 8 points Les parties A, B, C sont indépendantes A. 1. Définir: Oxydation; réaction d'oxydoréduction. 0,5 pt 2. On attaque 5 g de zinc par 400 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire 1 mol/L. A la fin du dégagement gazeux, on constate que tout le fer a disparu. 2.1. Ecrire l'équation-bilan de la réaction. 0,5 pt 2.2. Quel est le volume du gaz dégagé dans les conditions où le volume molaire est Vm = 24 L/mol. 1 pt B. On dose un volume Vr = 10 mL d'une solution d'ions Fe2+ acidifiée à l'acide sulfurique concentré par une solution de permanganate de potassium (K+ + MnO₄) de concentration molaire Co = 2. 10-2 mol/L. Il faut verser un volume Vo = 17,2 mL de la solution de permanganate de potassium dans la solution d'ions Fe2+ pour obtenir la persistance de la coloration violette. 1. Quels sont les couples d'oxydoréduction mis en jeu lors de ce dosage ? 0,5 pt 2. Ecrire les demi-équations électroniques correspondantes et l'équation- bilan du dosage. 1,5 pt 3. Exprimer la quantité de matière d'ions Fe2+ oxydés par les ions MnO₄ en fonction de la concentration Co et du volume Vo. En déduire la concentration molaire Cr des ions Fe2+. 1 pt C. Pour protéger une barre de fer contre la corrosion, on la recouvre d'un autre métal. On a le choix entre le zinc et le nickel. 1. Qu'est-ce que la corrosion du fer? Quel est le facteur qui la favorise ? 1 pt 2. Lequel des deux métaux doit-on choisir pour la protection du fer? Justifier la réponse. 1 pt E° (Zn2+ / Zn) = - 0,76 V E° (Ni2+ / Ni) = - 0,26 V
8 ptsEXERCICE 2
Oxydoréduction
EXERCICE 2: L'oxydoréduction II / 8 points Les parties 1, 2, 3 et 4 sont indépendantes 1. Utiliser les nombres d'oxydation pour équilibrer les équations-bilan : 1 pt i) Fe2O3+CO → Fe + CO₂ ii) Cu2+ + H₂CO+HO → Cu2O+HCO2 + H2O 2. On réalise une pile standard à partir des deux couples Ag+ / Ag et Mg2+/Mg donc les potentiels standards d'oxydoréduction sont respectivement: E° (Ag+ / Ag)=0,80V et E (Mg2+/Mg)=-2,37V 2.1. Qu'est-ce que le potentiel d'oxydoréduction d'un couple rédox ? 0,5 pt 2.2. Ecrire l'équation bilan de la réaction de fonctionnement de la pile. 0,5 pt 2.3. Faire le schéma conventionnel de la pile en indiquant ses pôles. 0,5 pt 2.4. Les béchers contiennent chacun 500 mL de solution ; à un moment donné du fonctionnement, on constate la masse de l'une des électrodes a augmenté de 27 g. Déterminer à cet instant: 2.4.1. La diminution de masse de l'autre électrode. 0,75 pt 2.4.2. La concentration des ions Mg2+ en solution. 1 pt 2.4.3. La concentration des ions Ag en solution. 1 pt 3. Deux béchers A et B contiennent chacun une solution aqueuse d'acide chlorhydrique concentrée. On plonge dans le bécher A une lame de fer et dans le bécher B une lame d'argent. On observe dans le bécher A un dégagement gazeux et une coloration verte claire de la solution; dans le bécher B aucun changement n'est observé. 3.1. A partir de ces observations, classer les trois couples ci-après suivant leur pouvoir oxydant croissant : H3O+ / H₂ ; Ag+ / Ag ; Fe2+ / Fe. 0,5 pt 3.2. Ecrire les demi-équations d'oxydoréduction des couples mis en jeu dans le bécher A. En déduire l'équation bilan de la réaction 0,75pt 3.3. Donner un test d'identification du gaz qui se dégage du bécher A, ainsi que l'origine de la coloration verte de la solution. 0,5 pt 4. Après avoir écrit les demi-équations électroniques, écrire l'équation bilan de la réaction naturelle entre les couples: O₂/ H₂O₂ et Cr₂O² / Cr³+; sachant que E° (Cr₂O/Cr³+) est supérieure à Eº (O₂/H₂O₂) et que le milieu est acide. 1 pt
8 ptsEXERCICE 3
Oxydoréduction
EXERCICE 3: Expérience de chimie / 4 points La plupart des produits de nettoyage contiennent de l'hypochlorite de sodium (Na+ +ClO¯). On donne les potentiels standards des couples : E° (Clo¯ / Cl¯)= 0,90V ; E° (I₂ / I¯)= 0,62V ; E° (S₄O / S₂O)= 0,09V 1. Etablir l'équation bilan de la réaction naturelle entre les couples : i) Clo/ Cl et I₂/I. 0,75 pt ii) I₂/I et S₄O/S2O3. 0,75 pt 2. Pour déterminer la concentration des ions hypochlorite contenus dans un produit de nettoyage ménager, on utilise la méthode dite par retour: à un excès d'une solution d'iodure de potassium acidifiée, on ajoute 2 cm³ de produit à doser. Une coloration brune apparait, due à la formation de diiode. On dose alors le diiode ainsi formé par une solution titrée de thiosulfate de sodium (2Na++S₂O) de concentration C' = 0,10 mol.L¹. La décoloration intervient lorsqu'on a versé v' =18,5 cm³ de la solution de thiosulfate. 2.1. Faire le schéma du dispositif expérimental du dosage du diiode par la solution de thiosulfate de sodium en l'espèce chimique présente dans : - La burette graduée - Le bécher (ou l'erlenmeyer). 1 pt 2.2. Définir: équivalence. 0,5 pt 2.3. Quelle est la concentration du produit de nettoyage en ions hypochlorite? 1 pt
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