Aurélie oct 2000


devoirs 1ère S : révisions oxydo-réduction

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1

alliage( Zn, Al, Cu, Mg)

Le zamak-5 est un alliage de zinc, d'aliminium(4%), de cuivre(1%), et de magnésium(0.05%).

  1. Si on attaque cet alliage par une solution acide, quelles sont les réactions qui auront lieu? Ecrire les équations correspondantes.
  2. Reste-t-il un résidu solide ?
  3. Quelle quantité ( mL) d'acide chlorhydrique, de concentration 1 mol.L-1, faut-il pour oxyder un échantillon de 5 g de l'alliage ?
  4. Quells sont les concentrations des ions présents dans la solution en fin de réaction?

 


corrigé

Al + 3 H+ -->1,5 H2 + Al3+.

Zn + 2 H+ -->H2 + Zn2+.

Mg + 2 H+ -->H2 + Mg2+.

le cuivre n'est pas attaqué.


masse de zinc : 5 *(1-0,04-0,01-0,0005)=4,747g

divisé par la masse molaire du zinc : 4,747 /65,4 =0,073 mol

soit 2*0,073 =0,146 mol d'acide

soit 0,073 mol ion Zn2+.


masse de magnésium : 5 *0,0005=0,0025g

divisé par la masse molaire du magnésium : 0,0025 /24,3=10-4 mol

soit 2*10-4 mol d'acide

soit 10-4 mol ion Mg2+.


masse d'aluminium : 5 *0,04=0,2g

divisé par la masse molaire de l'aluminium : 0,2 /27 = 0,0074 mol

soit 3*0,0074 =0,0222 mol d'acide

soit 0,0074 mol ion Al3+.


total pour l'acide :0,1684 mol ou 168,4 mL

[Zn2+]=0,073/0,1684 =0,432 mol L-1.

[Al3+]=0,0074/0,1684 =0,044 mol L-1.

[Mg2+]=10-4/0,1684 =0,006 mol L-1.

[Cl-]= 1 mol L-1.




2

acide sulfurique et manganèse

Un volumeV=20 mL d'une solution d'acide sulfurique diluée de concentration

C=3,5mol/L réagit totalement avec une masse m=3,0 g de manganèse. Il se

forme des ions Mn2+

  1. Classer les deux couples mis en jeu à l'aide d' un schéma comportant 2 axes orientés.
  2. Peut on classer le couple Mn2+/Mn par rapport au couple Cu2+/Cu ? ,Fe2+/Fe?
  3. Si oui,écrire l'equation bilan de la réaction spontanée possible entre les deux espèces chimiques des 2 couples.
  4. Comparer les quantités de matière initiales d'ions hydronium et de manganèse métal. Quel est le réactif en excès ?
  5. Calculer les quantités de matière des produits formés. En déduire les concentrations de toutes les espèces ioniques présentes dans la solution en fin de réaction .

 


corrigé


 

le réducteur le plus fort d'un couple réagit spontanément avec l'oxydant le plus fort de l'autre couple.

Cu2+ / Cu

H+ /H2

Mn2+/Mn

on ne peut pas classer les couples Mn2+/Mn et Fe2+/Fe

Mn +2H+ --> H2+ Mn2+.


Quantités de matière et réactif en excès.

l'acide sulfurique est un diacide fort :

0,02*3,5= 0,07 mol d'acide

mais 0,14 mol d'ion hydronium

[Mn2+]=0,0545/0,02 =2,72 mol L-1.

[H+]=0,031/0,02 =1,55 mol L-1.

[SO42-]= 3,5 mol L-1.

la solution reste électriquement neutre :

2[Mn2+] + [H+] = 2[SO42-]

 



3

ion argent et poudre de fer

 On ajoute de la poudre de fer en excès dans V=10 ml d 'une solution de nitrate d'argent de concentration C=0,1 mol/L. On agite la solution puis on la filtre. On ajoute quelques gouttes d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration C=3mol/L dans le filtrat ,il se forme un précipité vert.

  1. Quelle masse minimale de poudre de fer doit-on ajouter pour que le fer soit en excès ?
  2. La réaction d'oxydoréduction étant supposée totale, en déduire la concentration des espèces chimiques ioniques dans la solution à la fin de cette réaction.
  3. Pour précipiter par la solution d'hydroxyde de sodium tous les ions formés lors de la réaction d' oxydoréduction ,combien de gouttes ,de volume V=5 . 10-2 mL chacune, doit-on ajouter?
 

 corrigé




Fe réducteur le plus fort et Ag+ oxydant le plus fort

Fe + 2 Ag+ --> Fe2+ + 2 Ag

10*0,1 = 1 mmol d'ion argent Ag+réagit avec 0,5 mmol de fer

soit 5 10-4 *56 = 28 mg de fer


5 10-4 mol d'ion Fe2+ dans 0,01 L soit [Fe2+] =0,05 mol L-1.

[NO3-] =0,1 mol L-1

la solution est bien électriquement neutre :

[NO3-] = 2[Fe2+]


Fe2+ + 2 OH- --> Fe(OH)2

à partir de 5 10-4 mol d'ion Fe2+ il faut 10-3 mol de soude

soit 10-3/3= 3.33 10-4 L=0,33 mL

0,33 /0,05 = 6,66 soit 7 gouttes








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