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(CuSO
4
,5H
2
O) = M(Cu)+ M(S)+ 9.M(O)+10.M(H)
M(CuSO
4
,5H
2
O) = 63,5 + 32,1 + 9 x 16,0 + 10 x 1,0
M(CuSO
4
,5H
2
O) = 250 g.mol
-1
Ainsi
= 4,8.10
−
−−
−2
mol
2)
AlCl
3(s)
→ Al
3+
(aq)
+ 3 Cl
−(aq)
Etat initial n(AlCl
3
) 0 0
Etat final 0 n(Al
3+
) = n(AlCl
3
) n(Cl
−
) = 3.n(AlCl
33
)
=
3)
or
De plus, par définition :
Ici
De plus
D’où
Ainsi
Soit en simplifiant V
sol
Reste que la densité de la solution est : d’où
D’où
A.N.
M(HCl) = M(H) + M(Cl)
M(HCl) = 1,0 + 35,5 = 36,5 g.mol
-1
= 11,4 mol.L
−
−−
−1
4)
⇔ V(CO
2
) = n(CO
2
).V
m
V(CO
2
) = 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)
1.a) L’apparition de la coloration bleue en solution est due aux ions Cu
2+
(aq)
qui se forment durant la réaction.
1.b) Le cuivre métallique perd (cède) des électrons pour devenir Cu
2+
: c’est un réducteur. Il subit donc une oxydation.
1.c) Cu
2+
(aq)
+ 2e
−
= Cu
(s)

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2.a) Les ions nitrate NO
3−(aq)
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
NO
3−(aq)
sont donc réduits au cours de la réaction.
2.b) NO
3−(aq)
+ 4H
+
(aq)
+ 3e
−
= NO
(g)
+ 2 H
2
O
(l)
3) Cu
(s)
= Cu
2+
(aq)
+ 2e
−
×3
NO
3−(aq)
+ 4H
+
(aq)
+ 3e
−
= NO
(g)
+ 2 H
2
O
(l)
×2
3 Cu
(s)
+ 2 NO
3−(aq)
+ 8H
+
(aq)
→ 3 Cu
2+
(aq)
+ 2 NO
(g)
+ 4 H
2
O
(l)
4.a)
= 2,4.10
−
−−
−2
mol
4.b) Il faut tenir compte de la dissolution de l’acide nitrique dans l’eau :
HNO
3 (l)
 H
+
(aq)
+ NO
3
-
(aq)
Etat initial n(HNO
3
) 0 0
Etat final 0 n(H
+
) = n(HNO
3
) n(NO
3
-
) = n(HNO
3
)
Dans l’exercice : n(NO
3
-
) est noté n
2
Ainsi n
2
= n(HNO
3
)
D’où
n
2
= C × V
n
2
= 1,0 × 500.10
−3
= 0,50 mol
De même n(H
+
) = n(HNO
3
) = n
2
A l’état final :
Si Cu est réactif limitant :
n
f
(Cu) = 0
n
1
− 3x
max
= 0
x
max
=n
1
/3 = 2,4.10
-2
/3
x
max
= 8,0.10
-3
mol
Si NO
3
-
est réactif limitant :
n
f
(NO
3
-
) = 0
n
2
− 2x
max
= 0
x
max
=n
2
/2 = 5,0.10
-1
/2
x
max
= 2,5.10
-1
mol
Si H
+
est réactif limitant :
n
f
(H
+
) = 0
n
2
− 8x
max
= 0
x
max
=n
2
/8 = 5,0.10
-1
/8
x
max
= 6,3.10
-2
mol
Ainsi le réactif limitant est le Cu ; et x
max
= 8,0.10
-3
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 n
f
(Cu) = 0
n
1
− 3x
max
= 0
x
max
=n
1
/3 = 2,4.10
-2
/3
x
max
= 8,0.10
-3
mol
4.d
= 4,8.10
−
−−
−2
mol.L
−
−−
−1
= 9,6.10
−
−−
−1
mol.L
−
−−
−1
4.e)
V(NO) = n
f
(NO)×V
m
V(NO) = 1,6.10
−2
× 24 = 0,38 L
Réactifs
3 Cu
(s)
+ 2 NO
3
−
(aq)
+ 8H
+
(aq)
Produits
3 Cu
2+
(aq)
+ 2 NO
(g)
+ 4 H
2
O
(l)
Etat du système Avancement
(en mol) mole de Cu mole de NO
3−
mole de H
+
mole de Cu
2+
mole de NO mole de
H
2
O
Etat initial X = 0 n
1
n
2
n
2
0 0 excès
Au cours de la
transformation X n
1
− 3x n
2
− 2x n
2
− 8x 3x 2x excès
Etat final X
max
= 8,0.10
−3
0 0,48 0,44 2,4.10
−2
1,6.10
−2
excès