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TEST
1STD2A
NOM : ..........................
THÈME MONDE DES OBJETS/MATÉRIAUX MÉTALLIQUES
RÉACTIONS D’OXYDORÉDUCTION
PRÉNOM
: ...................
CLASSE
: .............
DATE
T04 A : ................................
I. NOMS DES IONS(7PT)
a) Placer les formules des ions suivants sur le tableau ci dessous Na+ ;Cu2+ ; OH-­‐ ; SO42-­‐ ; Al3+ ; H+ ; MnO4-­‐ ; Zn2+ ;K+ ;Fe2+ ; NO3-­‐ ;Cl-­‐ ion chlorure Cl-­‐ ion cuivre (II) Cu2+ ion aluminium Al3+ ion hydroxyde OH-­‐ ion hydrogène H+ ions fer (II) Fe2+ ion permanganate MnO4-­‐ ion potassium K+ ion sulfate Ion nitrate SO42-­‐ NO3-­‐ ion zinc ion sodium Zn2+ Na+ 3 b) Parmi ces ions citer ceux qui sont des ions métalliques ion aluminium Al3+ ion cuivre (II) Cu2+ ion potassium K+ ion zinc Zn2+ ion sodium Na+ ion fer (II) Fe2+ 2 c) Quelle propriété ont en commun les ions métalliques Les Ions que forment les métaux sont tous des cations c’est à dire des ions positifs 2 II. SAVOIR RECONNAÎTRE UNE OXYDATION ET UNE RÉDUCTION(10 PTS)
a) Indiquez sous chacune des demi-­‐équations chimiques suivantes -­‐ s’il s’agit d’une capture ou d’une perte d’électrons -­‐ s’il s’agit d’une oxydation ou d’une réduction -­‐ le couple oxydant/réducteur correspondant I2 + 2e–→ 2I– Na→ Na+ + e–
2Cr3+ +7 H2O→ Cr2O72– + 14H+ +6 e– capture perte perte réduction I2/ I– oxydation Na+/ Na oxydation Cr2O72–/ Cr3+ Al → Al3+ + 3e– perte 1 oxydation Al3+/ Al3+ 1 b) Complétez les propositions ci-­‐dessous en utilisant les mots de la liste suivante : oxydant -­‐ proton -­‐ gagne -­‐ réducteur -­‐ conjugués -­‐ cède -­‐ électrons -­‐ accordés Attention ! Certains mots peuvent être utilisés plusieurs fois alors que d'autres sont des intrus ! 1. Un oxydant et un réducteur qui appartiennent à un couple oxydant / réducteur sont dits conjugués Ils sont liés par une demi-­‐équation d'oxydoréduction : oxydant + n électrons.→ réducteur 2. Soit la réaction suivante : Cu2+(aq) + Pb(s) → Cu(s) + Pb2+(aq) 2+
L'ion Cu est un oxydant, car il gagne deux électrons au cours de la transformation. Le plomb métallique est un réducteur car il cède deux électrons au cours de la transformation. 3. Soit la réaction suivante : 2 Fe3+(aq) + Cu(s) → 2 Fe2+(aq) + Cu2+(aq) L'ion Fe3+ est un oxydant, car il gagne un électron au cours de la transformation. 1 1 2 2 2 III. SAVOIR SI UNE RÉACTION D’OXYDORÉDUCTION EST ENVISAGEABLE(3 PTS)
On donne dans le cadre ci-­‐contre une liste de couples non classés Cocher les réponses exactes MnO4-(aq)/Mn2+(aq)
H+(aq)/H2(g)
On ne peut envisager de réaction d’oxydo réduction qu’à la I2(aq)/I-(aq)
condition de mettre en présence un oxydant et un réducteur) Ag+(aq)/Ag(s)
Celle ci pourra être spontanée ou devra être provoqué selon la Fe2+(aq)/Fe(s)
force de l’oxydant et du réducteur mis en présence Cu2+(aq)/Cu(s)
En milieu acide l'ion permanganate peut réagir sur l'ion iodure. l’ion permanganate est un oxydant et l’ion iodure un réducteur Le métal cuivre peut réagir avec l'argent métallique. impossible car le cuivre et l’argent sont des réducteurs En milieu acide, le fer est attaqué. Les acides renferment tous l’ion H+(aq) celui ci est un oxydant qui peut donc jouer ce rôle sur le Fer métallique qui lui est un réducteur Le cuivre peut réduire le fer (le cuivre et le fer sont des réducteurs) L’ion cuivre peu oxyder le fer métallique 3 l’ion cuivre est un oxydant et peut donc jouer ce rôle vis à vis du fer métallique est un réducteur) IV. SAVOIR ÉCRIRE ÉQUATION D’OXYDO-RÉDUCTION À PARTIR DES DEMI-ÉQUATIONS ÉLECTRONIQUES
(5PT)
a) On considère les couples oxydants réducteurs suivant Fe2+(aq)/Fe3+(aq) et Pb2+ (aq) /Pb (s) a) Écrire les demi-­‐équations électroniques correspondantes à ces couples Fe3+(aq)+ e—  Fe2+(aq) Pb2+ (aq) +2e—  Pb (s) En déduire écrire les équations de deux réactions d’oxydo-­‐réduction envisageables avec ces deux couples 2Fe3+(aq)+ Pb(s)  2Fe2+(aq)+ Pb2+ (aq) ou 2Fe2+(aq)+ Pb2+ (aq) 2Fe3+(aq)+ Pb(s) 2 3 V. SAVOIR UTILISER LA CLASSIFICATION ÉLECTROCHIMIQUE ET ÉCRIRE LE BILAN
D’UNE OXYDO RÉDUCTION(15PT)
On introduit une lame de Zinc dans un bécher contenant une solution aqueuse de sulfate de cuivre (Cu2+(aq)+SO42-­‐(aq)) a) Donner les couples oxydant /réducteur mis en jeu dans cette expérience Cu2+(aq) / Cu(s) et Zn2+(aq) /Zn (s) b) Quelles sont les espèces chimiques mises en présence Cu2+(aq) ; Cu2+(aq) ; Zn (s) et SO42-­‐(aq) c) Écrire les demi-­‐équations d’oxydoréduction correspondantes Cu2+(aq) + 2e—  Cu(s) Zn(s)  Zn2+(aq) + 2e— d) À l’aide de la classification des couples ci-­‐dessous dire si une réaction chimique entre ces deux espèces aura-­‐t-­‐elle lieu spontanément ? Justifier la réponse D’après la classification des couples oxydants réducteurs on a mis en présence dans le milieu réactionnel 2 2 2 2 l’oxydant le plus fort Cu2+(aq) avec le réducteur le plus fort Zn des deux couples Cu2+(aq) / Cu(s) et Zn2+(aq) /Zn (s) une réaction spontanée peut avoir lieu les ions cuivre oxydent le zinc e) Écrire l’équation bilan de la réaction des ceux demi-­‐équation Cu2+(aq) + 2e—  Cu(s) Zn(s)  Zn2+(aq) + 2e— On en déduit l’équation bilan ................................................................................................................. Cu2+(aq) + Zn(s)  Cu(s) + Zn2+(aq) f) Compléter et légender le schéma ci-­‐dessous représentant ce que l’on observera à la fin de l’expérience Un dépôt de cuivre s’effectue à la surface de la lame de Zinc La couleur bleue de la solution s’éclaircit à la suite de la consommation d’ion cuivre Des ions zinc apparaissent dans la solution La réaction s’interrompt dés lors que l’épaisseur de cuivre est suffisante pour empêcher le contacte entre les zinc et les ions cuivre en solution Lame de Zinc métallique 2 2 Lame de Zinc rongée 3 Dépôt de cuivre métallique Décoloration car disparition d’ion cuivre Zn2+ ; SO42-­‐ Apparition d’ion Zn2+ (aq)