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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 3
Évolution d'un système chimique
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 8
Structure des entités organiques
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 12
Description d'un fluide au repos
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Chapitre 4
Exercices
Pour s'échauffer - Pour commencer
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Pour commencer
Équations bilans
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Une notion, trois exercices
Différenciation
Savoir‑faire : Équilibrer des demi-équations
Utiliser une réaction d'oxydoréduction pour un raisonnement
Utiliser une réaction d'oxydoréduction pour un raisonnement
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Pour s'échauffer
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5Espèces oxydée et réduite
Quelles sont les espèces oxydée et réduite dans la
réaction suivante ?2\:\mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})+\mathrm{I}_{2}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}(\mathrm{aq})+2\:\mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}).
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8Demi-équations
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Écrire la demi-équation d'oxydoréduction correspondant à chaque
couple oxydant-réducteur en milieu aqueux.
a. \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).
b. \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Al}(\mathrm{s}).
c. \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}).
a. \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).
b. \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Al}(\mathrm{s}).
c. \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}).
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10Écrire l'équation d'une réaction redox
✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique
Établir les équations bilans des réactions :
a. du cuivre \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) avec le dibrome \mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq}).
b. de l'acide iodhydrique \left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le chlorure ferrique \left(\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})\:;\:3\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right).
c. du thiosulfate de sodium \left(2\:\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) avec le diiode \mathrm{I}_{2}(\mathrm{s}).
d. de l'acide nitrique \left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le fer \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).
e. du nitrate d'argent \left(\mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le cuivre \mathrm{Cu}(\mathrm{s}).
f. du permanganate de potassium \left(\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le chlorure de fer II \left(\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right).
a. du cuivre \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) avec le dibrome \mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq}).
b. de l'acide iodhydrique \left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le chlorure ferrique \left(\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})\:;\:3\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right).
c. du thiosulfate de sodium \left(2\:\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) avec le diiode \mathrm{I}_{2}(\mathrm{s}).
d. de l'acide nitrique \left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le fer \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).
e. du nitrate d'argent \left(\mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le cuivre \mathrm{Cu}(\mathrm{s}).
f. du permanganate de potassium \left(\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le chlorure de fer II \left(\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right).
Données
- \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) ;
- \mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) ;
- \mathrm{Br}_{2}(\mathrm{g}) / \mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq}) ;
- \mathrm{I}_{2}(\mathrm{s}) / \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}) ;
- \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}) ;
- \mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq}) ;
- \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) ;
- \operatorname{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) ;
- \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).
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11Comprendre la réaction du sodium avec l'eau
✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimiqueLe sodium doit être stocké à l'abri de l'humidité (dans l'huile de paraffine). Lorsqu'un morceau de sodium \mathrm{Na}(\mathrm{s}) est mis en contact avec de l'eau, une réaction violente se produit selon l'équation suivante :
2\:\mathrm{Na}(\mathrm{s})+2\:\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow 2\:\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2\:\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}).
1. Écrire les deux couples redox en présence.
2. Déterminer les deux demi-équations mises en jeu.
Doc. 1
Le métal sodium
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Doc. 2
Sodium dans l'eau
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Suppléments numériques
Retrouvez une de la réaction du sodium dans l'eau.
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12Production d'aluminium
✔ APP : Extraire l'information utile d'un texte
1.
D'après les documents, écrire l'équation de la fusion de l'alumine.
2. Écrire les demi-équations des réactions qui se produisent en précisant le type de réaction.
3. Écrire l'équation bilan de la réaction.
2. Écrire les demi-équations des réactions qui se produisent en précisant le type de réaction.
3. Écrire l'équation bilan de la réaction.
4.
Quelles masses d'aluminium et de dioxygène obtient-on avec une tonne d'alumine ?
5. Écrire l'équation bilan de la formation du dioxyde de carbone \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}).
6. Quelle masse minimale de carbone est nécessaire pour réduire l'oxygène produit ?
5. Écrire l'équation bilan de la formation du dioxyde de carbone \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}).
6. Quelle masse minimale de carbone est nécessaire pour réduire l'oxygène produit ?
Doc. 1
Électrolyse de l'alumine
L'aluminium est un métal léger et très utilisé dans l'industrie comme dans l'aéronautique. La bauxite est
un minerai qui contient de l'alumine, oxyde d'aluminium de formule \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}(\mathrm{s}). Cet aluminium est extrait par électrolyse.
L'alumine est fondu à haute température dans une cuve contenant du carbone. Un courant continu de haute intensité (100 kA sous 4,50 V) traverse la cuve et réalise la transformation des ions aluminium \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{l}) en aluminium \mathrm{Al(s)}, et des ions oxygène \mathrm{O}^{2-}(\mathrm{l}) en dioxygène \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}). L'aluminium liquide se dépose au fond de la cuve, le dioxygène réagit avec le carbone et s'échappe sous forme de dioxyde de carbone.
L'alumine est fondu à haute température dans une cuve contenant du carbone. Un courant continu de haute intensité (100 kA sous 4,50 V) traverse la cuve et réalise la transformation des ions aluminium \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{l}) en aluminium \mathrm{Al(s)}, et des ions oxygène \mathrm{O}^{2-}(\mathrm{l}) en dioxygène \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}). L'aluminium liquide se dépose au fond de la cuve, le dioxygène réagit avec le carbone et s'échappe sous forme de dioxyde de carbone.
Doc. 2
Carrière de bauxite en Italie
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13Oxydation des ions thiosulfate
✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique
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Thiosulfate de sodium.
Le thiosulfate de sodium est utilisé pour de nombreux usages en médecine, il peut agir comme antidote contre un empoisonnement au cyanure.
On mélange une solution de thiosulfate de sodium \left(\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) et une solution de diiode \text{I}_{2}(\text{aq}). La couleur brune du diiode disparaît. Les deux couples redox concernés sont :
\mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq}) et \mathrm{I}_{2}(\mathrm{aq}) / \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}).
1. En déduire les deux demi-équations associées.
2. Quels sont les ions spectateurs de la réaction en jeu ?
3. Identifier les réactifs et les produits de cette réaction.
4. En déduire alors l'équation bilan de la réaction.
5. Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-2} mol de \text{I}_{2} en solution, quelle quantité de \left(\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) faut-il introduire pour que le mélange réactionnel soit dans les proportions stœchiométriques ?
1. En déduire les deux demi-équations associées.
2. Quels sont les ions spectateurs de la réaction en jeu ?
3. Identifier les réactifs et les produits de cette réaction.
4. En déduire alors l'équation bilan de la réaction.
5. Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-2} mol de \text{I}_{2} en solution, quelle quantité de \left(\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) faut-il introduire pour que le mélange réactionnel soit dans les proportions stœchiométriques ?
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14Oxydation du dioxyde de soufre (1)
✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimiqueUn vin blanc commercial contient souvent du dioxyde de soufre \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}), qui agit comme antioxydant et stabilisateur. On introduit goutte à goutte une solution de diiode \mathrm{I}_{2}(\mathrm{aq}) dans un bécher contenant un vin blanc.
1.
Déterminer les demi-équations relatives à ces deux
couples : \mathrm{SO}_{4}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) et \mathrm{I}_{2}(\mathrm{aq}) / \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}).
2. Identifier les réactifs et les produits de cette réaction.
2. Identifier les réactifs et les produits de cette réaction.
3.
En déduire alors l'équation bilan de la réaction.
4. Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-3} mol de diiode \text{I}_{2} ajoutée, quelle est la quantité de dioxyde de soufre \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) qu'il faut introduire pour que les réactifs soient dans les proportions stœchiométriques ?
4. Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-3} mol de diiode \text{I}_{2} ajoutée, quelle est la quantité de dioxyde de soufre \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) qu'il faut introduire pour que les réactifs soient dans les proportions stœchiométriques ?
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15Oxydation du dioxyde de soufre (2)
✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique
On mélange une solution de permanganate de potassium \left(\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq})\:; \:\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})\right) et une solution contenant du dioxyde de soufre dissous \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) en milieu acide.
1. Établir alors l'équation bilan de la réaction, les couples en jeu étant \mathrm{SO}_{4}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) \text { et } \mathrm{MnO}^-_{4}(\mathrm{aq})/\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}).
1. Établir alors l'équation bilan de la réaction, les couples en jeu étant \mathrm{SO}_{4}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) \text { et } \mathrm{MnO}^-_{4}(\mathrm{aq})/\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}).
2.
Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-3} mol de permanganate
de potassium introduite, quelle est la quantité de dioxyde de soufre qu'il faut introduire pour que les
réactifs soient dans les proportions stœchiométriques ?
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