Aurélie 14/04/09
 

 

QCM acide base, oxydo-réduction, composés oxygénés, constante d'équilibre( Kiné Berck 2009)

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On dissout 7,2 g de benzoate de sodium C6H5COONa dans 250 mL d'eau distillée. On verse dans un becher 75 mL de la solution précédente et 25 mL d'acide chlorhydrique de concentration c= 0,050 mol/L. On ne tient pas compte de la réaction des ions benzoate avec l'eau.

Couple acide base : C6H5COOH / C6H5COO- pKa = 4,2.

C : 12 ; H : 1 ; O : 16 ; Na : 23 g/mol.

Calculer le pH de la solution dans le becher.

A
B
C( vrai)
D
E
F
4,2
4,8
5,2
5,6
6,1
aucune réponse exacte
Analyse :

M(C6H5COONa) = 7*12+5+32+23=144 g/mol

Quantité de matière initiale d'ion benzoate n = m/M = 7,2/144 =0,05 mol dans 250 mL soit 0,05*75/150 =0,015 mol ( 15 mmol) dans 75 mL.

Quantité de matière initiale d'acide chlorhydrique na =25 10-3 * 0,05 =0,00125 mol = 1,25 mmol

Réaction prépondérante : C6H5COO- + H3O+ = C6H5COOH +H2O.


avancement (mmol)
C6H5COO-
+ H3O+
= C6H5COOH
+H2O
début
0
15
1,25
0
solvant
en cours
x
15-x
1,25-x
x
excès
fin
xfin
15-xfin
1,25-xfin
xfin


Constante d'équilibre K = [C6H5COOH]éq / ([C6H5COO-]éq[H3O+]éq) =1/Ka = 104,2.

Cette constante est grande : en conséquence la réaction est quasiment totale et xfin ~xmax~1,25 mmol

[C6H5COO- ]éq ~(15-1,25) /100 = 0,137 mol/L ; [C6H5COOH]éq ~1,25/100 = 0,0125 mol/L

Le couple C6H5COOH / C6H5COO- fixe le pH :

pH = pKa + log ([C6H5COO- ]éq / [C6H5COOH]éq )

pH = 4,2 + log(0,137 /0,0125)=5,2.



Un échantillon de 1,20 g d'un mélange de poudre de fer et d'aluminium est traité par une solution d'acide chlorhydrique en excès. Après la réaction totale des deux métaux, il s'est formé un volume de 710 mL de dihydrogène. Vm = 24,0 L/mol.

Couples oxydant / réducteur : Fe2+ aq / Fe(s) ; Al3+aq /Al(s) ; H3O+aq/H2(g).

Calculer le pourcentage massique en fer dans le mélange.

A
B
C
D
E( vrai)
F
42
48
51
65
82
autre

Analyse :

On note "a" la quantité de matière (mol) de fer et "b" la quantité de matière (mol) d'aluminium.

masse (g) = masse molaire (g/mol) * quantité de matière (mol)

masse du mélange = masse de fer + masse d'aluminium

56 a + 27 b = 1,20 (1)

Fe(s) + 2H+aq = Fe2+aq + H2 (g).

"a" mol de fer donne "a " mol de dihydrogène

Al(s) + 3H+aq = Al3+aq + 1,5H2 (g).

"b" mol d'aluminium donne "1,5 b " mol de dihydrogène

Quantité de matière H2 : a+1,5 b = volume (L) / volume molaire = 0,710 /24 = 0,0296 mol

a+1,5 b = 0,0296 soit a = 0,0296-1,5b, repport dans (1) :

56(0,0296-1,5b) + 27 b = 1,20 ; résoudre b= 0,008 mol e a = 0,0175 mol

Masse de fer : 56 a = 56*0,0175 = 0,98 g soit 0,98*100/1,20 = 82 %.





chimie organique

Un composé organique A est composé de carbone, hydrogène et oxygène. A est un monoalcool et sa chaîne carbonée est saturée. Le pourcentage massique en carbone est 64,9 %. La combustion complète de 1,00 g de A conduit à la formation de 1,21 g d'eau.

Masse de Mars M = 6,42 1023 kg ; rayon de Mars : R = 3,4 103 km ; G = 6,67 10-11 SI.

Calculer la masse molaire (g/mol) de ce composé.

A
B
C
D ( vrai)
E
F
32
46
60
74
90
autre
Analyse :

Formule brute de A : CnHyO avex n et y entier et y pair.

La chaîne carbonée est saturée donc y = 2n+2 ; M = 12 n + 2n+2+16 = 14 n +18.

Proportion massique de carbone : 12 n /M = 0,649

12 n = 0,649(14n+18) = 9,086 n +11,682 ; 2,914 n = 11,682 ; n =4.

M = 14*4 +18 = 74 g/mol




(suite de la question précédente)

On réalise l'oxydation ménagée du composé A par une solution aqueuse de permanganate de potassium acidifiée.

Il se forme un composé B qui donne un test positif avec la 2,4-DNPH et un test négatif avec la liqueur de Fehling.

Combien y a-t-il de propositions exactes ?

A- le test positif avec la 2,4-DNPH est caractérisé par la formation d'un précipité jaune orangé. Vrai.

B- le composé B possède un groupe carbonyle. Vrai.

C- le nom du composé B est la propanone. Faux.

Il y a 4 atomes de carbone.

D- le composé A est un alcool secondaire. Vrai.

Seul un alcool secondaire donne une cétone ( test négatif avec Fehling) par oxydation ménagée.

E- le composé A est le propan-2-ol. Faux.

butan-2-ol


 


 

Nitrate de plomb.

On prépare une solution de nitrate de plomb en dissolvant 50,0 g de solide Pb(NO3)2 dans de l'eau distillée pour obtenir 75,0 mL de solution. L'équation de la réaction de dissolution s'écrit :

Pb(NO3)2 (s) = Pb2+aq + 2NO3-aq.

Il n'est pas possible de dissoudre la totalité du solide. On filtre la solution préparée et on mesure la masse du solide non dissous : on trouve 10,6 g. Toutes les manipulations ont été effectuées à 20 °C.

Calculer la valeur de la constante d'équilibre associée à la réaction de dissolution du nitrate de plomb à 20 °C.

A ( vrai)
B
C
D
E
F
16
24
32
38
48
autre
Analyse :

50,0-10,4 = 39,6 g dissout dans 75,0 mL d'eau.

Masse molaire nitrate de plomb : 207+2(14+3*16) =331 g/mol.

Quantité de matière n = m/M = 39,6 / 331 = 0,119 mol

[Pb2+aq]= 0,119 / 0,075 = 1,6 mol/L

La solution est électriquement neutre : 2[Pb2+aq] = [NO3-aq]

Constante d'équilibre K = [Pb2+aq][NO3-aq]2 = [Pb2+aq] (2[Pb2+aq])2

K =4 [Pb2+aq]2 = 4*1,63 = 16,4.





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