Devoir Surveillé (DS) de Chimie de niveau Première

M.Douezy

Description

Avec correction. Interro 22 février
Devoir Surveillé (DS) en Chimie (2011) pour Première S

Sujets

• Ressource
• ressources pédagogiques
• École
• Lycée
• exercices
• Cours
• Devoir scolaire
• Devoir surveillé
• Annales

Informations

• Publié par: ressources-de-premiere
• Nombre de lectures: 26 212
• Langue: Français

Extrait

Interrogation 1°S1CHIMIE22 février 2011 mardi

Exercice1:

La transformation chimique utilisée dans un alcootest est une réaction d'oxydo-réduction. 2- L’alcool C 2 H 6 O réagit avec les ions dichromate Cr 2 O 7 (aq). 1. Ajuster les nombres stoechiométriques de la demi-réaction relative au couple 2- 3+ Cr 2 O 7 (aq)/Cr ,ainsi que celle relative au couple C 2 H 4 O 2 /C 2 H 6 O. 2. Ecrire les demi-réactions d'oxydation et de réduction lorsqu'on fait réagir les ions dichromate avec l'alcool (préciser l'oxydant et le réducteur). 3. Ecrire l'équation de la réaction. 4. Sachant que l'ion dichromate est orange, que l'ion chrome III est vert et que les autres espèces chimiques sont incolores, quelle est la couleur de l'alcootest lorsqu'il est positif ?

Exercice2:

On plonge un grain de plomb (Pb) dans V = 0,15 L d'une solution de concentration C = -1 -12+ 1,0.10 mol.L desulfate de cuivre. Au cours de la réaction, il se forme des ions plomb Pb ainsi qu'un dépôt métallique. La masse de ce dépôt obtenu à la fin de la réaction est m = 0,72 g. Le grain de plomb a disparu. 1. Identifier les couples rédox mis en jeu et écrire l'équation de la réaction. 2. Établir un tableau d'avancement du système chimique. 3. Quel est le réactif limitant du système chimique ? En déduire l'avancement maximal de la réaction. 2+ 4. Quelle est la concentration finale des ions plomb Pb? 5. Déterminer la masse initiale du grain de plomb.

-1 -1 Données : M(Pb) = 207 g.mol, M(Cu) = 63,5 g.mol.

Exercice3:

L'acide sulfamique, de formule NH 2 —SO 3 H, est le constituant actif d'un détartrant pour cafetière. En solution aqueuse cet acide a les mêmes propriétés que l'acide chlorhydrique. On le notera AH. Ce détartrant se présente dans le commerce sous forme d'une poudre à diluer. On dissout la valeur d'un sachet c'est-à-dire m = 1,50 g de ce détartrant dans V 1 = 200 mL d'eau distillée. La solution obtenue est notée S 1 et sa concentration est notée C 1 . On dose V' 1 = 20,0 mL de la solution obtenue par une solution aqueuse -1 d'hydroxyde de sodium (soude) de concentration C 2 .= 0,100 mol.L On suit ce dosage par conductimétrie. La courbe donnant la conductance de la solution en fonction du volume de base versé est donnée ci-contre.

1. Ecrire l'équation de la réaction de dosage. 2. Définir l'équivalence. En déduire la relation entre les quantités de matière des réactifs que l'on peut écrire à l'équivalence. 3. Déterminer graphiquement le volume de base versé à l'équivalence. En déduire la concentration de S 1 en acide sulfamique. 4. Déterminer la masse d'acide sulfamique présent dans la solution S 1 . En déduire le pourcentage massique d'acide sulfamique dans le détartrant du commerce.

-1 -1-1 -1 Données : M S ; M= 32,1 g.mol O ; M= 16,0 g.mol N ; M= 14,0 g.mol H = 1,00 g.mol.

Corrigé : Exercice 1 : 2- 3+ 1. Demi-équation relative au couple Cr 2 O 7 :(aq)/Cr (aq) 2- +- 3+ Cr 2 O 7 (aq) + 14H (aq) + 6e= 2Cr(aq) + 7H 2 O(l). Demi-équation relative au couple C 2 H 4 O 2 (aq)/C 2 H 6 O(aq) : + - C 2 H 4 O 2 (aq) + 4H (aq) + 4e= C 2 H 6 O(aq) + H 2 O(l). 2. Demi-équation de réduction des ions dichromates : 2- +- 3+ Cr 2 O 7 (aq) + 14H (aq) + 6e= 2Cr(aq) + 7H 2 O(l). Demi-équation d’oxydation de l’éthanol : + - C 2 H 6 O(aq) + H 2 O(l) = C 2 H 4 O 2 (aq) + 4H (aq) + 4e . 3. Equation bilan de la réaction d’oxydoréduction : 2- +3+ 2Cr 2 O 7 (aq) + 16 H (aq) + 3C 2 H 6 O(aq)4Cr (aq)+ 11H 2 O(l)+ 3C 2 H 4 O 2 (aq). 4. Si l’alcootest est positif, c’est que les ions dichromates ont été réduit par l’éthanol en ions 3+ 3+ Cr (aq),l’alcootest est donc de couleur verte (couleur des ions Cr(aq)).

Exercice 2 :

1. Couples rédox mis en jeu et équation de la réaction : 2+ 2+2+ 2+ Cu /Cuet Pb/Pb ; Pb (s) + Cu (aq) Pb (aq) + Cu (s) . 2. Tableau d’avancement du système chimique : 2+ 2+ Equation chimique Pb (s) Cu + (aq)  Pb (aq) + Cu (s) Etat duAvancement Quantités de matière (mol) système x(mol) 2+ Initial 0n(Pb) n(Cu) 00 2+ Intermédiaire xn(Pb) – xn(Cu )– xx x 2+ Final x max n(Pb) – x max n(Cu )– x max x max x max 2+ -2 Avec n(Cu) = C.V = 1,5.10mol. 3. Le grain de plomb a disparu à la fin de la réaction donc le plomb est le réactif limitant. -2 Ainsi, n(Pb) – x max = 0 soit x max = n(Pb) or x max mol.= n(Cu) = m/M(Cu) = 1,1.10 2+ 4. Concentration finale des ions plomb Pb: 2+ -2-1 [Pb ]= x max mol.L ./V = 7,6.10 5. Masse initiale du grain de plomb : m(Pb) = n(Pb).M(Pb) = x max .M(Pb) = 2,3 g.

Exercice 3 :

1. Equation de la réaction de dosage : L’acide sulfamique, noté AH, a les mêmes propriétés que l’acide chlorhydrique : en solution aqueuse il subit la réaction de dissolution dont l’équation est : AH (aq) + H 2 O (l) → - + A (aq) + H 3 O (aq) ; + - L’équation de la réaction du dosage est donc : H 3 O (aq) + HO (aq) → 2 H 2 O (l) . 2. L’équivalence est définie par le changement de réactif limitant ; A l’équivalence, on a versé - autant d’ions HO (aq) qu’il y avait d’acide initialement. + - Donc, à l’équivalence, on a n(H 3 ).O ) = n(HO 3. Calcul de la concentration de S 1 en acide sulfamique : Le volume de soude versé à l’équivalence est V 2 = V eq = 15 mL. + - La relation n(H 3 O ) = n(HO) s’écrit aussi C 1 V’ 1 = C 2 V eq soit C 1 = C 2 V eq /V’ 1 . -2 -1 Donc C 1 = 7,50.10mol.L . 4. Masse d’acide sulfamique dans S 1 : Dans la solution S 1 , on a n 1 = C 1 .V 1 mol d’acide sulfamique. Donc on en a une masse m 1 = C 1 .V 1 .M 1 où M 1 est la masse molaire moléculaire de l’acide -1 sulfamique : M 1 = M N + M S + 3 M O + 3 M H = 97,1 g.mol. On a alors m 1 = 1,46 g. Or on a dissout m = 1,50 g de ce détartrant, le pourcentage massique d’acide sulfamique dans le détartrant du commerce est donc donné par la relation 100x m 1 /m = 97,3%.