Terminale S Chimie Rappels DM1 CORRECTION Exercice 1

Terminale S
Chimie
Rappels
DM1 CORRECTION
Exercice 1 : Révisions quantités de matière
1) Calculons la masse molaire moléculaire du sulfate de cuivre pentahydraté :
M(CuSO4,5H2O) = M(Cu)+ M(S)+ 9.M(O)+10.M(H)
M(CuSO4,5H2O) = 63,5 + 32,1 + 9 x 16,0 + 10 x 1,0
-1
M(CuSO4,5H2O) = 250 g.mol
Ainsi
= 4,8.10− mol
2
2)
→
AlCl3(s)
Etat initial
3+
Al
n(AlCl3)
Etat final
+ 3 Cl−(aq)
0
0
n(Al ) = n(AlCl3)
n(Cl−) = 3.n(AlCl33)
3+
0
(aq)
=
3)
or
De plus, par définition :
Ici
De plus
D’où
Ainsi
Soit en simplifiant Vsol
Reste que la densité de la solution est :
d’où
D’où
A.N.
M(HCl) = M(H) + M(Cl)
-1
M(HCl) = 1,0 + 35,5 = 36,5 g.mol
= 11,4 mol.L−
1
4)
⇔
V(CO2) = n(CO2).Vm
V(CO2) = 0,19 × 22,4 = 4,3L
5) D’après l’équation des gaz parfaits :
Avec
Et
T = θ + 273,15 = 273,15 + 25
T = 298 K
Exercice 2 : Gravure à l’eau forte (données en fin d’exercice)
2+
1.a) L’apparition de la coloration bleue en solution est due aux ions Cu (aq) qui se forment durant la réaction.
2+
1.b) Le cuivre métallique perd (cède) des électrons pour devenir Cu : c’est un réducteur. Il subit donc une oxydation.
2+
1.c) Cu (aq) + 2e− = Cu(s)
Terminale S
2.a) Les ions nitrate
jouent le rôle d’oxydant, car le cuivre métallique est le réducteur. En effet, une réaction
d’oxydoréduction n’a lieu que si sont en présence l’oxydant d’un couple et le réducteur d’un autre couple. Les ions nitrate
NO3−(aq) sont donc réduits au cours de la réaction.
+
2.b) NO3−(aq) + 4H (aq) + 3e− = NO(g) + 2 H2O(l)
2+
3)
Cu(s) = Cu (aq) + 2e−
×3
+
−
−
×2
NO3 (aq) + 4H (aq) + 3e = NO(g) + 2 H2O(l)
NO3−(aq)
3 Cu(s) + 2 NO3−(aq) + 8H
+
(aq)
→ 3 Cu
2+
(aq)
+ 2 NO(g) + 4 H2O(l)
4.a)
= 2,4.10− mol
2
4.b)
Il faut tenir compte de la dissolution de l’acide nitrique dans l’eau :
HNO3 (l)
Etat initial
+
Avancement
(en mol)
X=0
NO3 (aq)
0
0
+
0
3 Cu(s)
-
+
(aq)
n(HNO3)
Etat final
Dans l’exercice : n(NO3 ) est noté n2
Ainsi n2 = n(HNO3)
D’où
n2 = C × V
n2 = 1,0 × 500.10−3 = 0,50 mol
+
De même n(H ) = n(HNO3) = n2
Etat du système
H
n(NO3 )
n(H ) = n(HNO3)
+
Réactifs
2 NO3−(aq) +
mole de NO3−
mole de Cu
8H
+
3 Cu
(aq)
mole de H
+
2+
+
(aq)
mole de Cu
2+
= n(HNO3)
Produits
2 NO(g)
+
mole de NO
4 H2O(l)
mole de
H2O
excès
Etat initial
n1
n2
n2
0
0
Au cours de la
X
3x
2x
excès
n1 − 3x
n2 − 2x
n2 − 8x
transformation
0
0,48
0,44
Etat final
excès
2,4.10−2
1,6.10−2
Xmax = 8,0.10−3
A l’état final :
Si Cu est réactif limitant :
nf(Cu) = 0
n1 − 3xmax = 0
-2
xmax =n1/3 = 2,4.10 /3
-3
xmax = 8,0.10 mol
Si NO3 est réactif limitant :
nf(NO3 ) = 0
n2 − 2xmax = 0
-1
xmax =n2/2 = 5,0.10 /2
-1
xmax = 2,5.10 mol
+
Si H est réactif limitant :
+
nf(H ) = 0
n2 − 8xmax = 0
-1
xmax =n2/8 = 5,0.10 /8
-2
xmax = 6,3.10 mol
-3
Ainsi le réactif limitant est le Cu ; et xmax = 8,0.10 mol
On pouvait aussi dit que comme c’est le retrait de la plaque de cuivre qui stoppe la réaction : Cu(s) est forcément le réactif
limitant donc
nf(Cu) = 0
n1 − 3xmax = 0
-2
xmax =n1/3 = 2,4.10 /3
-3
xmax = 8,0.10 mol
4.d
= 9,6.10− mol.L−
1
−2
−1
= 4,8.10 mol.L
4.e)
V(NO) = nf(NO)×Vm
V(NO) = 1,6.10−2 × 24 = 0,38 L
1