[PDF] [PDF] Sentraîner : Piles et oxydoréduction Exercice - Lycée Ismael Dauphin

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voiture PbO2 (s)

Pb (s)

: Piles et oxydoréduction

Exercice :

en plomb Pb(s) 2 (s). sulfurique concentré : 2H+(aq) + SO42-(aq). On considère que les couples oxydant/réducteur mis en jeu sont les suivants : couple 1 : Pb2+(aq) / Pb(s) couple 2 : PbO2 (s) / Pb2+(aq)

1. Donner le nom des porteurs de charges responsables du passage du courant :

a) b)

2. A partir de la polarité de la pile donnée sur le schéma, complétez-le en indiquant :

- la borne négative de la pile - le sens du déplacement des porteurs de charges dans la solution.

3. Ecrire les demi-

4.

Correction Exercice :

1. s ions.

2. Schéma :

3. Demi-équations :

Anode : Pb(s) = Pb2+(aq) + 2 e-

Cathode : 4 H+(aq) + PbO2(s) + 2 e- = Pb2+(aq) + 2 H2O(l)

4. b :

Pb(s) + 4 H+(aq) + PbO2ĺ2+(aq) + 2 H2O(l)

: Tableaux

Exercice :

Dans un tube à essais, on verse un volume V = 5,0 mL de solution de nitrate +(aq) + NO3-(aq), de concentration molaire en ions argent c = 0,20 mol.L-1. On immerge partiellement un fil de cuivre. La masse de la partie immergée est égale métallique, appelé " arbre de Diane », et la solution bleuit.

1. Pourquoi peut-on asformation chimique a eu lieu ?

on chimique de cette réaction : + u2+(aq)

3. Les ions nitrate NO3- ateurs. Expliquer cet adjectif.

4. Calculer les quantités de matière initiales des deux réactifs introduits : ni(Ag+) et ni(Cu). Détailler les calculs.

5. Compléter les deux premières lignes du tableau d'avancement ci-dessous.

Equation chimique +(aq) + + u2+(aq)

Etat initial x = 0

En cours x

Etat final xmax =

? Détailler les calculs.

7. t final (compléter le tableau).

Détailler les calculs.

Correction Exercice : Arbre de Diane

1. Une transformation chimique a

le fil de cuivre. Ceci implique que la composition chimique du système a changé.

2. Equation de reaction : 2 Ag+(aq) + Cu(s) 2 Ag(s) + Cu2+(aq)

3. Les ions

4.

¾ Quantité de matière des ions argent :

ni(Ag+) = cxV = 0,20x5,0x10-3 = 1,0x10-3 mol

¾ Quantité de matière de cuivre :

ni(Cu) = m(Cu) / M(Cu) = 0,52 / 63,5 = 8,2x10-3 mol 5.

Equation chimique 2 Ag+(aq) + Cu(s) 2 Ag(s) + Cu2+(aq)

Etat initial x = 0 1,0x10-3 mol 8,2x10-3 mol 0 0

En cours x 1,0x10-3 - 2x 8,2x10-3 - x 2x x

Etat final xmax=5,0x10-4 mol 0 7,7x10-3 mol 1,0x10-3 mol 5,0x10-4 mol

6. Si les ions argent sont le réactif limitant alors : 1,0x10-3 - xmax = 0 soit xmax = 5,0x10-4 mol.

Si le cuivre est le réactif limitant alors : 8,2x10-3 - x max = 0 soit xmax = 8,2x10-3 mol. max = 5,0x10-4 mol.

Le réactif limitant est donc les ions argent.

7. A -3 1,0x10-3

-4 m(Ag) = n (Ag) x M(Ag)

Soit m(Ag) = 1,0x10-3 x107,9 = 0,11 g.

M(Ag) = 107,9 g.mol-1

M(Cu) = 63,5 g.mol-1

: Molécules et géométrie

Exercice :

animaux en projettent vers leurs prédateurs pour s'en protéger. Formule semi-développée du but-2-ène-1-thiol : CH3-CH=CH-CH2-SH

1. Rechercher la place de l'élément chimique soufre dans la classification périodique (internet) et en déduire le nombre de

liaisons covalentes que peut établir un atome de soufre. Justifier.

2. Donner alors les nombres et les types de liaisons possibles pour cet atome.

3. Combien de doublets non liants possède cet atome. Justifier.

2S.

5. En déduire la géométrie de cette molécule.

6.a. Ecrire les formules développées du Z-but-2-ène-1-thiol et du E-but-2-ène-1-thiol.

6.b. Pourquoi n'ont-ils pas la même odeur?

Correction exercice : Composés soufrés et mauvaises odeurs

1. L'élément Soufre se trouve dans la 3ème période, 16ème colonne. Sa structure électronique est donc K2L8M6. Le soufre

possède 6 électrons externes. donc réaliser 2 liaisons covalentes.

2. Cet atome peut réaliser soit 2 liaisons simples soit 1 liaison double.

s covalentes. Il lui reste donc 4 électrons externes qui vont donner 2 doublets non liants.

2S est :

5. Cette molécule sera coudée.

6.a. Les formules développées du Z-but-2-ène-1-thiol et du E-but-2-ène-1-thiol sont respectivement :

6.b. L'isomère Z et l'isomère E n'ont pas la même odeur car ce sont deux espèces chimiques qui ont les mêmes formules

brutes mais des formules développées différentes et donc des propriétés physiques et chimiques différentes.

: Interaction lumière / matière

Exercice : Lampe à vapeur de lithium

Il isole la radiation la plus Ȝ = 571 nm.

(préciser les unités de chaque grandeur)

1b. Calculer la fréquence de cette radiation.

on associé à cette radiation.

2b. Calculer cette énergie en joules puis en électron volts.

-contre. - ? Pourquoi ?

3b. Représenter sur le schéma ci-contre la transition associée.

3c. Que se passe-t-il pour l

? Pourquoi ? Données : h = 6,63x10-34 J.s 1 eV = 1,60x10-19 J Correction exercice : Lampe à vapeur de lithium - c : célérité de la lumière dans le vide : c = 3,00x108 m.s-1 - Ȟ : fréquence de la radiation lumineuse en hertz (Hz).

1b. Calculons cette fréquence :

ȞȜȞ8 / 571x10-9 = 5,25x1014 Hz.

La fréquence de cette radiation est de 5,25x1014 Hz.

2a. On sait que : Ȟ :

- E : énergie du photon en Joules J ; - h : constante de Planck h = 6,63 x 10-34 J.s ;

2b. Calculons cette énergie :

E = 6,63x10-34 x 5,25x1014 = 3,48x10-19 J.

-19 J.

On sait que 1 eV = 1,60x10-19 J.

-19 / 1,60x10-19 = 2,18 eV.

Cette énergie vaut 2,18 eV.

-2,01 eV. Ce niveau existe bien donc le photon peut bien être absorbé. 3b.

3c. Si cet atome reçoit une radiation de 2,00 eV, alors on se retrouve sur le niveau équivalent à -

pas. Par conséquent, cet atome ne peut pas absorber la radiation correspondante. : Chimie organique

Exercice 1 : Nomenclature

1. Nommer les molécules suivantes :

2. Ecrire la formule semi-développée de chacune des espèces chimiques suivantes en indiquant à quelle famille organique

elles appartiennent. Méthanol / Pentan-2-ol / Acide 2-méthylhexanoïque / Butanal / 4-éthyloctan-2-one.

Exercice 2 : L'oxydation du butan-1-ol

a. Légender le schéma du montage. b. Représenter la formule semi-développée du butan-1-ol et préciser sa classe. c. Quelles espèces chimiques organiques peuvent se former lors de cette réaction?

d. Quelle observation permet de dire que le test à la DNPH est positif et quelle information apporte ce test?

e. En quoi ce test permet-il de préciser la réponse à la question c.? f. Quel autre test pourrait caractériser le groupe caractéristique obtenu?

g. Sachant que l'ion permanganate appartient au couple d'oxydoréduction MnO4- / Mn2+, écrire les deux demi-équations des

couples d'oxydoréduction concernés par cette réaction puis l'équation de cette réaction.

Correction exercice 1 : Nomenclature

1. Nommer les molécules suivantes :

2-méthylpentane

2-méthylpropane

3-méthylbutan-2-ol

2-méthylbutanal

2-méthylpentan-3-one

2,2-diméthylpropan-1-ol

3-éthyl-2,2-diméthylhexane

2. Ecrire la formule semi-développée de chacune des espèces chimiques suivantes en indiquant à quelle famille organique

elles appartiennent.

Correction exercice 2 : L'oxydation du butan-1-ol

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