Correction révision 2°
Objectifs 1 et 3
Convertir une masse
1. Nombre n de moles d’eau contenues dans m = 1 kg d’eau : 1000 55,6
18
n m mol
M où M est la masse molaire de l’eau (H2O).
2. Quantité de matière de chlorure de fer III dans 20 g :
3 1 3
3
( ) 20
( ) 1, 2.10
( ) 162,3
m FeCl
n FeCl mol
M FeCl
.
Convertir un volume de liquide ou de solide
1. ( ) m alcool(( )) (alcool V alcool( ). ( ) ) d. (eau V alcool(). ( ) ) 0,8 1 2046 3,5.10 1
n alcool mol
M alcool M alcool M alcool
avec μ(eau) = 1 g.mL-1 = 1 kg.L-1. 2.
2 2
( ) ( ). ( ) ( ). . . 5,6 1 1 1
( ) 3, 2.10
( ) ( ) ( ) 55,8
m Fe Fe V Fe Fe r h
n Fe mol
M Fe M Fe M Fe
avec μ(Fe) = 5600 kg.m-3 = 5600 g.L-1 = 5,6 g.mL-1 = 5,6 g.cm-3 ; rayon : r = 1 cm, hauteur : h = 1 cm.
Convertir un volume de gaz
1. 2 2 3
( ) 0,1
( ) 4,5.10
22, 4
m
n O V O mol
V
(dans les CNTP, Vm = 22,4 L.mol-1) ou
4 4
2 3 2
. ( ) 9,87.10 1.10
( ) 4,3.10
. 8,32 273
n O PV O mol
R T
(1 bar = 9,87.104 Pa).
2.
5 4
2 3 2
'. ( ) 1,013.10 1.10
'( ) 3,3.10
. ' 8,32 373
P V O
n O mol
R T
avec P’ = 770 mm Hg = 1,013.105 Pa.
3. Le dioxyde de carbone est plus dense que l’air (d(CO2) = M(CO2)/29 = 1,52 : d(CO2) > d(air) = 1) ; on peut le récupérer par la méthode du déplacement d’eau : récipient rempli d’eau retourné sur un
cristallisoir (cf. TP) ; ce gaz trouble l’eau de chaux.
4. Le dioxygène est plus dense que l’air (d(O2) = 1,10) ; même méthode de récupération ; ce gaz rallume vivement une allumette présentant un point incandescent.
5.
5 3
2 2 2 2
. . ( ) 1,013.10 1.10 2
( ) ( ). ( ) 65
. 8,32 373
PV M H
m H n H M H mg
R T
.
Objectif 2
1. Nombre N de molécules d’eau dans m = 10 g d’eau :
23 23
. 10 6,02.10
( ). 3,34.10
( ) 18
A A
N n eau N m N
M eau
.
2. D’après l’équation Fe2+ + O2- FeO, on a n(Fe2+) = n(FeO) d’où
2 ( ). 10 6,02.1023 22
( ) ( ). 8, 4.10
( ) 71,8
A A
m FeO N N Fe n FeO N
M FeO
.
3. D’après l’équation Cu = Cu2+ + 2 e-, on a n(e-) = 2 n(Cu) d’où
23 23
2 ( ). 2 10 6,02.10
( ) 2 ( ). 1,9.10
( ) 63,5
A A
m Cu N N e n Cu N
M Cu
.
Un électron porte la charge e = 1,6.10-19 C donc la charge des N(e-) électrons ayant traversé le milieu conducteur est q= N(e-).e = 30337 C.
Objectif 4
1. La concentration est : 3 3 1 1
3
( ) ( ) 10
1, 2.10 .
( ). 162,3 0,5
n FeCl m FeCl
C mol L
V M FeCl V
;
le titre massique est : ( 3) 10 1 0,5 20 .
m FeCl
t g L
V
.
D’après l’équation FeCl3 Fe3+ + 3 Cl-,
on a [Fe3+] = C = 1,2.10-1 mol.L-1 et [Cl-] = 3 C = 1,2.10-1 mol.L-1 .
2. On suppose que la solution de chlorure de cuivre II a pour concentration C2 = 0,1 mol.L-1. D’après l’équation CuSO4 Cu2+ + SO42-,
on a n1(Cu2+) = n1(SO42-) = C1.V1 = 5.10-3 mol.
D’après l’équation CuCl2 Cu2+ + 2 Cl-,
on a n2(Cu2+) = C2.V2 = 1.10-2 mol et n2(Cl-) = 2 C2.V2 = 2.10-2 mol.
Les concentrations des ions en solution sont :
2 2
2 1 2 1 1
1 2
( ) ( )
1.10 .
n Cu n Cu
Cu mol L
V V
,
2 1 42 2 1
4
1 2
( )
3,3.10 .
SO n SO mol L
V V
et
1 1
2
1 2
( )
1,3.10 .
Cl n Cl mol L
V V
.
3. Le volume de soluté apporté n’est pas négligeable devant le volume du solvant, le volume de la solution ne sera donc pas celui du solvant et on ne pourra alors pas calculer avec précision la concentration.
Objectif 5
1. Formules : (2Na SO; 42),Fe O2 3, (Ba2; 2NO3), AlI Na S3, 2 .
Objectif 6
1. 4 Fe(s) + 3 O2(g) 2 Fe2O3(s).
3. Cu2+(aq) + 2 HO-(aq) Cu(OH)2(s).
4. Zn(s) + 2 H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g).
Objectif 7
1. Tableau d’avancement de la réaction :
équation chimique 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g) état du système avancement x
(mol)
quantités de matière (mol)
initial 0 0,89 0,89 0
intermédiaire x 0,89 – 3 x 0,89 - x 2 x
final xmax 0,89 – 3 xmax 0,89 - xmax 2 xmax
n(H2) = V(H2)/Vm = 0,89 mol ; n(N2) = V(N2)/Vm = 0,89 mol.
Pour déterminer l’avancement maximal, on annule les quantités de matière des réactifs à l’état final : 0,89 – 3 xmax = 0 soit 0,89 - xmax = 0,30 mol ou 0,89 - xmax = 0 soit xmax = 0,89 mol.
L’avancement maximal est le plus petit des deux xmax calculés : xmax = 0,30 mol.
La quantité de matière d’ammoniac formé est donc n(NH3) = 2 xmax = 0,60 mol ; le volume d’ammoniac est donc V(NH3) = n(NH3).Vm = 13 L.
2. Notations:
C(CuCl2) = 0,1 mol.L-l ; V(CuCl2) = 100 mL ; n(Cl-) = 2C(CuCl2).V(CuCl2) = 2.10-2 mol.
C(AgNO3) = 0,05 mol.L-l ; V(AgNO3) = 1 mL ; n(Ag+) = C(AgNO3).V(AgNO3) = 5.10-5 mol.
Pour calculer la masse de précipité formé, il faut déterminer la quantité de matière de ce précipité en utilisant un tableau d'avancement:
équation chimique Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) état du système avancement x
(mol) quantités de matière (mol)
initial 0 5.10-5 2.10-2 0
intermédiaire x 5.10-5 – x 2.10-2 - x x
final xmax 5.10-5 – xmax 2.10-2 - xmax xmax
Pour déterminer l'avancement maximal, on annule les quantités de matière des réactifs à l'état final ; ainsi, on a :
5.10-5 – xmax = 0 soit xmax = 5.10-5 mol ou 2.10-2 - xmax = 0 soit xmax = 2.10-2 mol.
L'avancement maximal est le plus petit des deux xmax calculés donc xmax = 5.10-5 mol.
On peut donc en déduire la quantité de matière de précipité formé : n(AgCl) = xmax = 5.10-5 mol.
La masse de ce précipité est donc : m(AgCl) = n(AgCl).M(AgCl) = 7 mg.
Concentration des ions présents en solution : [Ag+] = 0 mol.L-l.
[NO3-] = C(AgNO3).V(AgNO3)/(V(CuCl2) + V(AgNO3)) = 5.10-4 mol.L-l. [Cu2+] = C(CuCl2).V(CuCl2)/(V(CuCl2) + V(AgNO3)) = 0,1 mol.L-l. [Cl-] = n(Cl-)final/(V(CuCl2) + V(AgNO3)) = 0,2 mol.L-l.
NB : V(AgNO3) étant très inférieur à V(CuCl2), on peut négliger V(AgNO3) dans V(CuCl2) + V(AgNO3)
; les résultats nous le confirment.
