Exercices d`oxydoréduction

ATTAQUE DE L’ALUMINIUM
On verse de l’acide chlorhydrique en solution aqueuse sur de l’aluminium solide Al. Un dégagement de
3+
dihydrogène se produit. De l’aluminium disparaît. Il se forme des ions aluminium Al aq.
1. Quels sont les couples mis en jeu ? Ecrire leur demi-équation respective.
2. Ecrire l’équation de la réaction.
3
3. Quelle est la masse d’aluminium oxydée par 60 cm d’une solution acide de concentration 1,0 mol.L
1
?
4. Quel est le volume de dihydrogène dégagé, mesuré dans les conditions normales de température et
de pression ?
-1
-1
Donnée : M(Al) = 27 g.mol ; VM = 22,4 L.mol .
CRRRRRRRRR !!!!
1.
L’ion dichromate réagit avec l’ion fer (II) pour donner l’ion fer (III).
Ecrire l’équation de la réaction.
Quel est le réactif qui est oxydé ? Pourquoi ?
-1
On verse 1,5 mL de la solution de dichromate de potassium de concentration 0,50 mol.L dans 50 mL de
-1
solution de sulfate de fer (II) de concentration 0,10 mol.L .
Calculer les concentrations des ions présents dans la solution à la fin de la réaction.
On supposera que les ions hydrogène sont en large excès.
2.
L’EAU OXYGENEE
Cu
2+
1.
Donner la définition des termes ou expressions suivants :
Oxydant
Réducteur
Réaction d’oxydoréduction
2.
On donne les couples rédox suivants :
2+
MnO4 (aq) /Mn (aq)
H2O2/H2O
a. Ecrire les demi-équations pour chacun de ces couples.
2+
b. Ecrire l’équation bilan de l’action de Mn sur H2O2.
(aq) /Cu(s)
3+
Fe
2+
(aq) /Fe (aq)
3.
On verse dans un bécher 20,0 mL d’une solution aqueuse de permanganate de potassium
+
-2
-1
(K (aq), MnO4 (aq)) de concentration C1 = 1,00 x 10 mol.L et 10,0 mL d’une solution aqueuse
2+
-2
-1
contenant des ions Fe (aq) en concentration C2 = 5,00 x 10 mol.L .
Déterminer l’équation de la réaction qui se produit, ainsi que l’état final des espèces présentes dans
le bécher.
On supposera les ions hydrogène en excès.
ARBRE DE DIANE
Pour fabriquer une solution de nitrate d’argent, on a dissout une masse m = 1,70 g de cristaux de nitrate
d’argent AgNO 3s  dans un volume V = 20 mL d’eau.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Décrire précisément le protocole de dissolution en mentionnant le nom du matériel utilisé.
Ecrire l’équation de dissolution du nitrate d’argent dans l’eau.
Calculer la concentration en soluté apporté c de la solution de nitrate d’argent.
Quelle est la concentration de cette solution en ions argent ? En ions nitrate ?
a. Représenter un ion argent solvaté.
b. La solution de nitrate d’argent peut-elle être qualifiée d’électrolytique ?
Quel montage utiliser pour le vérifier expérimentalement ?
On veut fabriquer un volume V’ = 100 mL d’une solution de nitrate d’argent de concentration
-2
-1
c’ = 1,00.10 mol.L en diluant cette solution.
a. Déterminer le volume de solution mère à prélever.
b. Décrire précisément les étapes de la dilution.
Si on plonge un fil de cuivre dans une solution de nitrate d’argent, il se forme des ions Cu 2 aq et un dépôt
brillant d’argent métallique sur le fil de cuivre.
Le fil plongé dans la solution contenant les ions avait une masse initiale m’ = 1,20 g. On l’a plongé dans un
volume V0 = 500 mL de solution de nitrate d’argent de concentration c.
7. Ecrire l’équation de cette réaction.
8. Comment peut-on désigner cette réaction ?
2+
9. Comment met-on en évidence les ions Cu aq ?
10. Déterminer l’état final du système.
-1
Données :
M (oxygène) = 16,0 g.mol
-1
M (azote) = 14,0 g.mol
-1
M (argent) = 107,9 g.mol
-1
M (cuivre) = 63,5 g.mol
C’EST TOUJOURS QUAND ÇA NE NOUS ARRANGE
VRAIMENT PAS QUE CES CHOSES-LA ARRIVENT…
Cette année en TPE, Caius a fait équipe avec Philibert et Childéric. Ils ont travaillé sur la nécessité d’une
nouvelle politique énergétique, et Caius s’est concentré sur l’avenir du transport, et plus particulièrement sur la
faisabilité de la pile à combustible, également appelée pile à hydrogène.
D’une efficacité rare, le groupe était fin prêt la veille de l’oral. Le sujet était maitrisé, les rôles répartis
équitablement, et le timing parfait. Un détail cependant donnait du fil à retordre à Caius. Il n’arrivait pas à se
mettre en tête le schéma légendé de la pile à combustible. Il le consigna donc soigneusement au stylo sur ses
notes qu’il allait avoir avec lui le lendemain, tout en surveillant sa petite sœur Frédégonde qui dessinait juste à
côté…
Réveil en panne, plus de céréales, embouteillages… Bref la journée de l’oral commençait mal. Caius parvint
toutefois à arriver au Lycée 5 minutes avant son oral et sortit ses fiches pour les relire une dernière fois, et là…
HORREUR !!! Son schéma de la pile était barbouillé de toutes les couleurs…
1.
Aider Caius en complétant ce qu’il y a sous les tâches (anode, cathode, dihydrogène, borne +, borne
-, électrolyte, dioxygène, air, les équations aux bornes de la pile…). Justifier vos réponses en
expliquant le fonctionnant de la pile à combustible.
2. Par ailleurs, sachant entre autre, que l’électrolyte joue le même rôle qu’un pont salin, sauriez-vous
aider Caius à justifier son importance ?
+
Couples redox mis en jeu : H /H2 ; O2/H2O.