Exercices

Exercices

ÉLÉMENTS FONDAMENTAUX DE CHIMIE EPFL / SCGC
EXERCICES – SÉRIE 1
Masses atomiques, masses molaire et moles, formules et composition
1.1. On a trouvé par analyse par spectrométrie de masse que les proportions relatives
des différents isotopes du silicium dans la nature sont : 92.21 % 28Si, 3.70 % 29Si,
3.09 % 30Si. Les masses atomiques de ces trois espèces sont respectivement 27.977,
28, 976 et 29.974. Calculer à partir de ces données la masse atomique du silicium.
1.2. Avant 1961, on utilisait une échelle relative de masses atomiques dont la base était la
valeur 16.00000 assignée à 16O. Dans notre échelle actuelle, l’isotope 16O a une
masse atomique de 15.9949. Quelle aurait été la masse atomique de 12C dans
l’ancienne échelle ?
1.3. Pour une détermination chimique de la masse atomique du vanadium on fait subir à
2.8934 g de VOCl3 pur une suite de réactions dont le résultat est que tout le chlore
contenu dans ce composé a été transformé en AgCl. La masse d’AgCl formé est
7.1801 g. En posant que les masses atomiques de Ag et Cl sont 107.870 et 35.453,
quelle est la valeur expérimentale de la masse atomique du vanadium ?
1.4. Combien y a-t-il de moles dans (a) 9.54 g de SO2, (b) 85.16 g de NH3 ?
1.5. L’analyse élémentaire d’un composé a donné les résultats suivants : K = 26.57 %,
Cr = 35.36 %, O = 38.07 %. Déduisez la formule brute du composé.
1.6. 1.367 g d’un composé organique a été brûlé sous circulation d’air et on a obtenu
3.002 g de CO2 et 1.640 g d’H2O. En admettant que l’échantillon avant combustion
ne contenanit que les éléments C, H et O, quelle est sa formule brute ?
1.7. Une pièce de monnaie en alliage d’argent ayant une masse de 5.82 g est dissoute dans
de l’acide nitrique. Lorsqu’on ajoute du chlorure de sodium à la solution, l’argent
précipite sous forme de AgCl. Le précipité de AgCl a une masse de 7.20 g.
Déterminer le pourcentage d’argent pur de la pièce de monnaie.
1.8. Quelle est la molarité d’une solution contenant 16.0 g de CH3OH dans 200 ml de
solution ?
1.9. Quelle est la molalité d’une solution qui contient 20.0 g de sucre de canne,
C12H22O11, dissous dans 125 g d’eau ?
1.10. Calculer (a) la molarité et (b) la molalité d’une solution d’acide sulfurique de densité
1.198 qui contient 27.0 % en masse de H2SO4.
1.11. Quels volumes respectifs de solution 0.5 N et 0.1 N de HCl doit-on mélanger pour
obtenir 2 litres de solution 0.2 N de HCl ?

ÉLÉMENTS FONDAMENTAUX DE CHIMIE EPFL / SCGC
EXERCICES – SÉRIE 2
Calculs à partir des équations chimiques, masses équivalentes
2.1. Equilibrer l’équation chimique suivante :
FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
2.2. Equilibrer l’équation chimique suivante :
C7H6O2 + O2 → CO2 + H2O
2.3. La majeure partie de l’acide chlorhydrique commercial est préparée en chauffant
NaCl avec du H2SO4 concentré. Combien faut-il de kilogrammes d’une solution
d’acide sulfurique contenant 90.0 % H2SO4 en masse pour produire une tonne d’une
solution d’acide chlorhydrique contenant 42.0 % de HCl en masse ?
2.4. Dans un procédé d’imperméabilisation, un tissu est exposé à la vapeur de
(CH3)2SiCl2. La vapeur réagit avec les groupes hydroxyles à la surface du tissu ou avec
des traces d’eau pour former le film imperméable, [(CH3)2SiO]n, suivant la réaction :
n (CH3)2SiCl2 + 2n OH– → 2n Cl– + n H2O + [(CH3)2SiO]n
où n est un nombre entier très grand. Le film imperméable est déposé sur le tissu,
couche sur couche. Chaque couche a une épaisseur de 600 picomètres (épaisseur du
groupe (CH3)2SiO). Quelle masse de (CH3)2SiCl2 faut-il pour imperméabiliser un côté
d’une pièce de tissu de 1 mètre sur 2 mètres par un film de 300 couches
d’épaisseur ? La masse volumique du film est 1.0 g/cm3.
2.5. Le perchlorate de potassium KClO4 peut être préparé de la façon suivante :
Cl2 + 2 KOH → KCl + KClO + H2O
3 KClO → 2 KCl + KClO3
4 KClO3 → 3 KClO4 + KCl
Combien faut-il de Cl2 pour préparer 100 g de KClO4 d’après le schéma ci-dessus ?
2.6. Quelle est la masse équivalente de K3PO4 lorsqu’il réagit avec HCl pour donner en fin
de réaction les produits suivants : (a) HPO4
2– , (b) H2PO4 –, (c) H3PO4 ?
2.7. Quelle masse de Na2CO3 doit-on utiliser pour neutraliser 4.89 g de HCl ? La réaction
est la suivante :
2 HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + H2O + CO2