Résolutions des olympiades de 2011

Olympiades de chimie – correctif – 2011 première épreuve 5
ème
– A. De Bont et A. Gnagnarella pour
ScienceInfuse
Olympiade francophone de chimie 2011 :
1
ère
épreuve – Niveau 1 – Correctif
1. Question 1
Nous savons qu’une mole de n’importe quelle molécule correspond à 6.10
23
fois cette molécule.
Une molécule de CO
2
est composée de 3 atomes ; une mole de ce composé contient donc 6.3.10
23
atomes.
Une molécule de O
2
est composée de 2 atomes ; une mole de ce composé contient donc 2.6.10
23
atomes.
Une molécule de CH
4
est composée de 5 atomes ; une mole de ce composé contient donc 5.6.10
23
atomes.
Dès lors, la réponse est C.
Qu’est-ce qui a la masse la plus élevée ?
Etant donné qu’on considère une mole de chacune des substances, il suffit de comparer leur masse
molaire. MM(CO
2
) = 44 g/mol ; MM(O
2
) = 32 g/mol et MM(CH
4
) = 16 g/mol. Dès lors, la réponse est
A.
2. Question 2
Vrai, vrai, vrai, faux (elle s’exprime en g/mol), faux (elle occupe un volume de 22,4 L).
3. Question 3
C’est la mole (réponse b).
4. Question 4
Afin de connaitre le nombre d’électrons de l’atome, on regarde le numéro atomique (dans le tableau
périodique). Par ailleurs, dans le cas d'ions, il faut tenir compte du nombre d’électrons perdus ou
gagnés.
a) O
2-
: 8+2 = 10 électrons et F
-
: 9+1 = 10 électrons
b) K
+
: 19-1 = 18 électrons et Ca
2+
: 20-2 = 18 électrons
c) S
2-
: 16+2 = 18 électrons et Ca
2+
: 20-2 = 18 électrons
d) Al
3+
: 13-3 = 10 électrons et O
2-
: 8+2 = 10 électrons
e) Cl
-
: 17+1 = 18 électrons et K
+
: 19-1 = 18 électrons

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ème
– A. De Bont et A. Gnagnarella pour
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Tous les couples possèdent donc le même nombre d’électrons.
5. Question 5
Etant donné que Z= 53, l’atome possède 53 e
-
et 53 p
+
. Par ailleurs étant donné que c’est l’isotope
131
I, l’atome possède 131-53 = 78 n°. Etant donné que l’on s’intéresse à l’ion
131
I
-
, il possède 54 et
non 53 e
-
.
La réponse correcte est donc la réponse c.
6. Question 6
a) m = n.MM = (0,5 mol).(18 g/mol) = 9 g.
b) Etant donné qu’il y a un atome d’O par molécule d’H
2
O, le nombre de moles d’O est le même
que celui d’H
2
O  il y a 0,5 mol d’atomes de O.
c) N = n.NA = 0,5.6.10
23
= 3.10
23
.
d) Dans 0,5 mole d’H
2
O, on a 1 mole d’atomes H et N = n.NA = 1.6.1023 = 6.10
23
.
7. Question 7
a) K
2
SO
4
, CaSO
4
, Al
2
(SO
4
)
3
et Na
2
SO
4
b) Al
2
(SO
4
)
3
8. Question 8
Nous allons calculer la concentration de chacune des solutions :
Solution 1 : C =
4,04
= 10 mol/L
Solution 2 : C =
2,02
= 10 mol/L
Solution 3 : C =
3,04
= 13,3 mol/L
Solution 4 : C =
5,06
= 12mol/L
a) C’est la solution 3
b) Les solutions 1 et 2
c) La solution 4

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9. Question 9
C’est Georges (réponse B), Roger aura plus d’un litre de solution.
10. Question 10
Réponse B. En effet, le volume sera 10 fois plus important. Dès lors, étant donné que le nombre de
moles reste inchangé, la concentration sera 10 fois plus petite.
11. Question 11
A : SO
2
; B : CaO ; C : SO
3
et D : CaSO
4
12. Question 12
Nous savons qu’une mole de gaz occupe toujours le même volume dans des conditions de
température et de pression. Il faut donc déterminer le nombre de moles de chacun des composés :
- H
2
O : n =
molg g /18 6,3
= 0,2 mol
- Cl
2
: n =
molg g /71 3,10
= 0,14 mol
- N
2
: n =
molg g /28 6,5
= 0,2 mol
- SO
2
: n =
molg g /64 6,15
= 0,24 mol
- CO
2
: n =
molg g /44 6,8
= 0,19 mol
Dès lors, la bonne réponse est la réponse b.
13. Question 13
Na
3
PO
4 (aq)
 3 Na
+
+ PO
4
3-
Al
2
(SO
4
)
3 (aq)
 2 Al
3+
+ 3 SO
4
2-
Ba(OH)
2 (aq)
 Ba
2+
+ 2 OH
-
H
3
PO
4 (aq)
 3 H
+
+ PO
4
3-
ou les équations de libération d’un seul ou de deux protons.

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14. Question 14
Le rayon atomique dépend du nombre d’électrons. Dès lors, l’ion Cl
-
ayant un électron de plus que
l’atome Cl, son rayon atomique sera plus grand (réponse a). Par ailleurs, l’ion Ca
2+
ayant deux
électrons de moins que l’atome Ca, il aura un rayon atomique plus petit (réponse b).
15. Question 15
a) Oxyde de cuivre
b) Chlorite de potassium
c) Acide sulfureux
16. Question 16
Réponse c.
17. Question 17
a) NH
3
: Pyramidale - polaire
b) CCl
4
: Tétraédrique - apolaire
c) SO
3
: Triangulaire - apolaire
d) H
2
O : Angulaire – polaire
18. Question 18
a) Etant donné que l’on se trouve sous la courbe de solubilité, la solution n’est pas encore
saturée, on peut encore rajouter 10 g de sel pour atteindre la saturation  réponse A.
b) 10 g de sel.
19. Question 19
Etant donné que l’on s’intéresse au point d’ébullition à la sortie du premier récipient, il faut que le
thermomètre se trouve dans le premier récipient. Par ailleurs, étant donné que l’on veut la
température d’ébullition, il faut qu’il n’y ait aucun contact entre le thermomètre et la solution. Le
montage satisfaisant ces exigences est le montage E.