[PDF] Biologie cellulaire. Exercices et méthodes

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QCM Chapitre 2

1. Pour déterminer la teneur en sulfure de zinc d'un échantillon de sphalérite, on

grille 60, de minerai dans un flux de dioxygène à une température de 950 ºC. Par cette méthode, le sulfure de zinc est oxydé en oxyde de zinc, avec libération de dioxyde de soufre gazeux. Ce dernier composé est recueilli dans 1,00 L d'eau pour former du sulfite d'hydrogène aqueux. On prélève 200 mL de cette solution aqueuse qu'on fait réagir avec 500 mL d'une -1 pour former des ions sulfate, des ions iodure et de l'eau. Le diiode en excès est alors titré par 28,0 mL d'une solution aqueuse de thiosulfate de sodium 1,60 % (d = 1,01). Le pourcentage massique en sulfure de zinc dans l'échantillon de sphalérite est de : a. 35,5 % d. 38,5 % b. 36,5 % e. 39,5 % c. 37,5 %

2. Le dispositif expérimental représentant le fonctionnement correct de la pile

Pb( s) | Pb(NO 3 2 (aq) 0,1 molL -1 || KNO 3 || AgNO 3 (aq) 0,1 molL -1 | Ag(s) est : a. b.

PbAgPont salin

PbAgPont salin

© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit. 2 c. d. e.

3. Considérons, à 25 ºC, la pile :

Cd( s) | Cd 2+ (aq) 1,0 -1 || Cu 2+ (aq) 1,0 mol -1 | Cu(s) Comment faut-il procéder pour augmenter la force électromotrice de la pile ? a. En augmentant seulement [Cd 2+ ] jusqu"à 2,0 mol ∙ L -1 b. En diminuant [Cd 2+ ] et [Cu 2+ ] jusqu"à 0,01 mol ∙ L -1 c. En diminuant seulement [Cd 2+ ] jusqu"à 0,01 mol ∙ L -1 d. En diminuant seulement [Cu 2+ ] jusqu"à 0,01 mol ∙ L -1 e. Toutes ces propositions sont fausses.

PbAgPont salin

PbAgPont salin

PbAgPont salin

© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit. 3

4. Soit la pile :

Pt( s) | Sn 2+ (aq) 0,01 mol ∙ L -1 , Sn 4+ (aq) 0,03 mol ∙ L -1 || NaClO 3 (aq) 0,02 mol ∙ L -1 , Cl 2 (aq), H (aq) 1,0 mol ∙ L -1 | Pt( s) a. L"équation équilibrée de la réaction spontanée, qui a lieu lorsque la pile fonctionne dans les conditions standard à 25 ºC, est : 2ClO 3 aq+6H aq()+5Sn 2+ ()Cl 2 aq()+5Sn 4+ ()+3H 2 Ol() b. La constante d"équilibre de la réaction spontanée, qui a lieu lorsque la pile fonctionne dans les conditions standard, vaut 2,18 ∙ 10 24

à 25 ºC.

c. La force électromotrice de la pile décrite ci-dessus à 25

ºC vaut +1,98 V.

d. La concentration en ions Sn 2+ après une électrolyse où on fait passer un courant de

2 ampères pendant 2 minutes vaut 0,0150 mol ∙ L

-1 e. Toutes ces propositions sont fausses.

5. À 25 ºC, une solution aqueuse de sulfate de nickel est placée dans une cellule

électrolytique munie d'électrodes en carbone graphite, inertes. Quelle proposition est correcte ? a. Du nickel solide se dépose à la cathode. b. Du dioxygène se dégage à l"anode. c. Il faut faire passer un courant de 21,3 ampères pendant 1,5 h pour observer un dépôt de nickel métallique de 34,98 g. d. Le volume de gaz dégagé (mesuré dans les conditions T.P.N.) après avoir fait passer un courant de 20 ampères pendant 1 heure est de 4,17 L. e. Toutes ces propositions sont exactes.

250 mL

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1. e. Commençons par écrire les équations pondérées, en milieu aqueux, intervenant dans ce

problème : ZnS+3 2

ZnO+SO

2 SO 2 +H 2 OH 2 SO 3 H 2 SO 3 +I 2 +H 2 OSO 42-
+2I +4H 2Na 2 S 2 O 3 +I 2 Na 2 S 4 O 6 +2NaI La concentration de la solution de thiosulfate de sodium est donnée i ndirectement grâce à la densité (donc à la masse volumique de 1,01 g ∙ mL -1 ) et au pourcentage massique (1,60 %) de la solution. La masse volumique peut être traduite comme suit :

La masse de 1mL de solution vaut 1,01 g.

Donc, la masse de 1 L de solution vaut 1010 g.

Le pourcentage en masse peut être traduit comme suit :

100,0g de solution contiennent 1,60g de Na

2 S 2 O 3

1010g (soit 1 L) de solution contiennent 16,16g de Na

2 S 2 O 3

Il y a donc 16,16 g de Na

2 S 2 O 3 dans 1 L de solution (= concentration massique de la solution). Pour trouver la concentration molaire en Na 2 S 2 O 3 , il faut convertir cette masse en quantité de matière : C Na 2 S 2 O 3

Concentrationmassique

M Na 2 S 2 O 3 =16,16gL 1

158,10gmol

1 =0,102molL 1 n Na C Na V Na

0,102molL

1

×28,010

3

L2,8610

3 mol Grâce à la stoechiométrie entre le thiosulfate de sodium et l e diiode, on trouve la quantité de diiode en excès : n I 2 =1 2n Na 2 S 2 O 3 =1,4310 3 mol

La quantité de diiode au départ étant :

n I 2 =C I 2 V I 2

0,100molL

1 50010
3

L0,05mol

On trouve la quantité de diiode qui a réagi avec le sul? te d"hydrogène : n I 2 ayantréagi n départ n excès

0,05mol1,4310

3 mol0,0486mol Grâce aux équations chimiques pondérées, on sait que cette q uantité de matière correspond au nombre de moles de dioxyde de soufre dans les 200 mL de solution a queuse.

Dans 1 L de solution, il y a donc 0,0486 mol

5 = 0,243 mol de SO

2

D"après la stoechiométrie, n

SO 2 n ZnS

0,243mol

La masse de sulfure de zinc dans le minerai s"obtient grâce à : m ZnS n ZnS M ZnS

0,243mol97,47gmol

-1 23,7g
Dès lors, la teneur en soufre dans l"échantillon de départ e st de : massedesulfuredezinc masseduminerai

100%23,7g

60,0g×100%

2. d. Selon le schéma représenté, le compartiment anodique est, par

convention, à gauche sur le schéma. Le couple dans ce compartiment est donc Pb 2+ (aq)/Pb(s). Le compartiment cathodique est, par convention, à droite sur le schéma. Le couple dans ce comparti ment est donc Ag aq )/Ag( s À l"anode, se déroule la réaction d"oxydation : Pbs Pb 2 aq +2e À la cathode, se déroule la réaction de réduction : Ag aq e Ags

Conseil méthodologique

Il est toujours prudent de véri? er le fonctionnement de la pile en comparant les potentiels standard

donnés dans les tables de constantes. 5 Les électrons vont donc passer de l"anode à la cathode. Par con vention, le sens du courant est l"inverse du sens des électrons les propositions a), c) et e) sont fausses.

Le rôle du pont salin étant de maintenir l"électroneutralité dans chaque compartiment de la pile

lorsque celle-ci fonctionne, comme la concentration en charge positive a ugmente dans le compar- timent anodique (formation de Pb 2+ au cours du temps), il y aura migration d"ions NO 3- vers ce compartiment. De même, il y aura migration d"ions K vers le compartiment cathodique consom- mateur d"ions Ag

La proposition

d) est correcte et la proposition b) est fausse.

3. c. Dans une pile, par convention, le compartiment anodique est à gauche

du schéma et le compar- timent cathodique à droite. À l"anode, électrode où se déroule l"oxydation, a donc lieu la réaction : Cds Cd 2+ aq +2e À la cathode, électrode où se déroule la réduction, a lie u la réaction : Cu 2+quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40

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