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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
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Pour s'échauffer
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5
Espèces 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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8
Demi-équations
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Écrire la demi-équation d'oxydoréduction correspondant à chaque
couple oxydant-réducteur en milieu aqueux.
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10
Écrire 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).
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11
Comprendre la réaction du sodium avec l'eau
✔RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique
Le 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}) \rightarrow2\:\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.
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12
Production 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.
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 ?
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.
Doc. 2
Carrière de bauxite en Italie
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13
Oxydation 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 ?
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14
Oxydation du dioxyde de soufre (1)
✔RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique
Un 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.
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 ?
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15
Oxydation 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}).
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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