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Les cours de Paul Arnaud - Exercices résolus de chimie physique

Paul Arnaud, Françoise Rouquérol, Gilberte Chambaud, Roland Lissillour

Chapter 12

AVANCEMENT DE RÉACTION - ÉQUATION STOECHIOMÉTRIQUE - all with Video Answers

Educators


Chapter Questions

14:23

Problem 1

Ajoutez dans ces équations stœchiométriques, les nombres stœchiométriques qui assurent la conservation de la matière.
a) $\mathrm{TiO}_2+\mathrm{Cl}_2+\mathrm{C} \rightarrow \mathrm{TiCl}_4+\mathrm{CO}$
f) $\mathrm{Sb}_2 \mathrm{~S}_3+\mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{Sb}_4 \mathrm{O}_6+\mathrm{SO}_2$
b) $\mathrm{Ag}+\mathrm{H}_2 \mathrm{~S}+\mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{Ag}_2 \mathrm{~S}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$
g) $\mathrm{SiO}_2+\mathrm{BrF}_3 \rightarrow \mathrm{SiF}_4+\mathrm{Br}_2+\mathrm{O}_2$
c) $\mathrm{NH}_3+\mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{NO}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$
h) $\mathrm{B}_2 \mathrm{H}_6+\mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{B}_2 \mathrm{O}_3+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$
d) $\mathrm{ClO}_2+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{HClO}_3+\mathrm{HCl}$
i) $\mathrm{S}_2 \mathrm{O}_3{ }^{2-}+\mathrm{I}_2 \rightarrow \mathrm{I}^{-}+\mathrm{S}_4 \mathrm{O}_6{ }^{2-}$
e) $\mathrm{CCl}_4+\mathrm{SbF}_3 \rightarrow \mathrm{CCl}_2 \mathrm{~F}_2+\mathrm{SbCl}_3$
j) $\mathrm{Al}+\mathrm{Cu}^{2+} \rightarrow \mathrm{Al}^{3+}+\mathrm{Cu}$
k) $\mathrm{Ca}_3\left(\mathrm{PO}_4\right)_2+\mathrm{SiO}_2+\mathrm{C} \rightarrow \mathrm{CaSiO}_3+\mathrm{CO}+\mathrm{P}_4$

Dr.  Satish  Ingale
Dr. Satish Ingale
Numerade Educator
05:44

Problem 2

La synthèse du chlorure d'hydrogène est effectuée à partir de $0,75 \mathrm{~mol}$ de dihydrogène et de $1,2 \mathrm{~mol}$ de dichlore.
a) Quelle est la valeur maximale atteinte par l'avancement de la réaction?
b) Quelle est la quantité de chlorure d'hydrogène formé ?
c) Quelle serait cette valeur si l'équation stœchiométrique de la réaction était écrite avec des nombres stœchiométriques égaux à la moitié des nombres stœchiométriques précédemment utilisés ?

Heather Gamble
Heather Gamble
Numerade Educator
02:12

Problem 3

La dissolution du carbonate de calcium dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique conduit à la formation de chlorure de calcium et de dioxyde de carbone.
1) Écrire l'équation stœchiométrique de cette réaction en précisant l'état de chaque constituant.
2) Compléter le tableau suivant dans lequel sont reportées différentes expériences en calculant les valeurs des grandeurs manquantes (quantités de matière, masses, volumes) avec les unités indiquées.
$$
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}
\hline \text { Expérience } & \mathrm{CaCO}_3 & \mathrm{HCl} & \mathrm{CaCl}_2 & \mathrm{CO}_2 & \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\
\hline \text { a) } & 1 \mathrm{~kg} & \ldots \ldots \mathrm{g} & \ldots \ldots \mathrm{g} & \ldots \ldots \mathrm{L} & \ldots \ldots \mathrm{g} \\
\text { b) } & \ldots \ldots \mathrm{mol} & \ldots \ldots \mathrm{mol} & 350 \mathrm{~g} & \ldots \ldots \mathrm{L} & \ldots \ldots \mathrm{g} \\
\text { c) } & \ldots \ldots \mathrm{g} & 0,12 \mathrm{~mol} & \ldots \ldots \mathrm{mol} & \ldots \ldots \mathrm{g} & \ldots \ldots \mathrm{g} \\
\text { d) } & \ldots \ldots \mathrm{mol} & \ldots \ldots \mathrm{g} & \ldots \ldots \mathrm{g} & 0,114 \mathrm{~m}^3 & \ldots \ldots \mathrm{mol} \\
\hline
\end{array}
$$

Lijeesh Krishnan
Lijeesh Krishnan
Numerade Educator
06:00

Problem 4

Si pour faire un trajet, une voiture consomme 40 litres de carburant, quelle masse et quel volume de dioxyde de carbone a-t-elle produits ?
> quelle masse et quel volume de dioxygène a-t-elle consommés?
> quel volume d'air a été admis dans son moteur?
Bien que les carburants soient des mélanges, on admettra qu'il s'agit d'un hydrocarbure $\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_{18}$, dont la masse volumique est $0,7 \mathrm{~kg} . \mathrm{L}^{-1}$, et que la réaction de combustion dans le moteur donne exclusivement $\mathrm{CO}_2$ et $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$.

David Collins
David Collins
Numerade Educator
04:56

Problem 5

L'addition d'acide sulfurique dans une solution de chlorure de baryum provoque la précipitation de sulfate de baryum.
1) Écrire l'équation stœchiométrique de cette réaction.
2) Quel volume d'acide sulfurique à $0,5 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}$ faut-il ajouter à $50 \mathrm{~mL}$ d'une solution de $\mathrm{BaCl}_2$ à 0,05 mol. $\mathrm{L}^{-1}$ pour précipiter totalement les ions $\mathrm{Ba}^{2+}$ ?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
06:36

Problem 6

L'addition d'acide chlorhydrique dans une solution de nitrate de plomb provoque la précipitation de chlorure de plomb.
1) Écrire l'équation stœchiométrique de cette réaction.
2) Quel volume d'une solution d'acide chlorhydrique à 0,2 mol. $\mathrm{L}^{-1}$ faut-il ajouter à $125 \mathrm{~mL}$ d'une solution de nitrate de plomb à $0,1 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}$ pour précipiter totalement les ions $\mathrm{Pb}^{2+}$ ?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
01:54

Problem 7

L'acide sulfurique peut se préparer à partir de la pyrite de fer naturelle $\mathrm{FeS}_2$, par un procédé comportant trois étapes :
1) $4 \mathrm{FeS}_2+11 \mathrm{O}_2=2 \mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3+8 \mathrm{SO}_2$
2) $2 \mathrm{SO}_2+\mathrm{O}_2=2 \mathrm{SO}_3$
3) $\mathrm{SO}_3+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}=\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$

Quelle masse d'acide sulfurique peut-on fabriquer à partir d'une tonne d'un minerai contenant $78 \%$ de pyrite, sachant que par ailleurs les gaz $\mathrm{SO}_2$ et $\mathrm{SO}_3$ produits par les réactions 1) et 2) ne sont récupérés qu'à $97 \%$ ?

David Collins
David Collins
Numerade Educator
03:49

Problem 8

L'acide nitrique $\mathrm{HNO}_3$ peut être fabriqué en oxydant l'ammoniac $\mathrm{NH}_3$ par le dioxygène de l'air, vers $800^{\circ} \mathrm{C}$, par un processus en quatre étapes successives :
1) $2 \mathrm{NH}_3+5 / 2 \mathrm{O}_2=2 \mathrm{NO}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$
2) $2 \mathrm{NO}+\mathrm{O}_2=2 \mathrm{NO}_2$
3) $2 \mathrm{NO}_2+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}=\mathrm{HNO}_2+\mathrm{HNO}_3$
4) $3 \mathrm{HNO}_2=\mathrm{HNO}_3+2 \mathrm{NO}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$

Quelle masse d'acide nitrique peut être ainsi fabriquée à partir de $700 \mathrm{~kg}$ d'ammoniac, en tenant compte que le rendement de la première réaction est $96 \%$ (celui des autres étant pratiquement $100 \%$ ).
Quel gain relatif de rendement réaliserait-on si l'on faisait en sorte que l'oxyde d'azote NO produit dans la quatrième réaction soit en permanence recyclé dans la deuxième?

Smrithi Upadhyayula
Smrithi Upadhyayula
Numerade Educator
00:59

Problem 9

Les alcanes sont des hydrocarbures de formule générale $\mathrm{C}_n \mathrm{H}_{2 n+2}(n=1,2$, $3, \ldots)$.
La combustion de 17,4 g d'un alcane ayant fourni $27 \mathrm{~g}$ d'eau (et du dioxyde de carbone), peut-on en déduire sa formule moléculaire?

Lottie Adams
Lottie Adams
Numerade Educator
02:38

Problem 10

La réaction totale de $1,255 \mathrm{~g}$ d'aluminium avec le dioxygène $\mathrm{O}_2$ donne 2,371 g d'oxyde d'aluminium $\mathrm{Al}_{\mathrm{x}} \mathrm{O}_{\mathrm{y}}$. Quelle est la formule de cet oxyde ?

Nadia Lara
Nadia Lara
Numerade Educator
02:48

Problem 11

Dans une atmosphère de dichlore $\mathrm{Cl}_2$ un morceau de fer de $3,42 \mathrm{~g}$ s'est transformé totalement en chlorure de fer $\left(\mathrm{Fe}_{\mathrm{x}} \mathrm{Cl}_{\mathrm{y}}\right)$, dont la masse est 9,93 g. Quelle est la formule de ce chlorure de fer?

Ma Ednelyn Lim
Ma Ednelyn Lim
Numerade Educator
03:36

Problem 12

On a réuni, à propos d'un composé organique formé de carbone, d'hydrogène et d'azote, les informations suivantes :
- Un échantillon de $1,12 \mathrm{~g}$, vaporisé à $80^{\circ} \mathrm{C}$, occupe un volume de $725 \mathrm{~mL}$, sous une pression de 1002,6 mbar.
- La combustion d'un échantillon de $128 \mathrm{mg}$ donne $250 \mathrm{mg}$ de dioxyde de carbone $\mathrm{CO}_2$.
- À la suite d'un traitement qui transforme tout l'azote contenu dans le composé en diazote gazeux, appliqué à un échantillon de $1,225 \mathrm{~g}$, on a recueilli sur une cuve à eau $335 \mathrm{~mL}$ de diazote, à $18^{\circ} \mathrm{C}$ et sous une pression atmosphérique de 997,2 mbar.
Quelle est la formule moléculaire de ce composé ?

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
02:12

Problem 13

Si pour réaliser une réaction, on met en présence les réactifs dans des proportions non stœchiométriques.
A) La réaction ne peut pas avoir lieu.
B) La réaction a lieu, mais les produits attendus se forment dans une proportion différente de celle qu'indique l'équation stœchiométrique.
C) La réaction a lieu, mais l'un des réactifs n'est pas entièrement consommé.
D) La réaction donne des produits différents de ceux qu'indique l'équation stœchiométrique.
Laquelle de ces propositions est exacte?

Kartik Indoliya
Kartik Indoliya
Numerade Educator
01:47

Problem 14

Quelle masse du composé $\mathrm{PtCl}_6 \mathrm{~K}_4$ peut-on préparer à partir de $1 \mathrm{~g}$ de chacun des trois corps simples Pt, $\mathrm{Cl}_2$ et $\mathrm{K}$ ?

Adriano Chikande
Adriano Chikande
Numerade Educator
04:02

Problem 15

Lorsqu'on mélange une solution de nitrate d'argent $\mathrm{AgNO}_3$ et une solution de chromate de potassium $\mathrm{K}_2 \mathrm{CrO}_4$, on obtient un précipité rouge de chromate d'argent $\mathrm{Ag}_2 \mathrm{CrO}_4$.
a) Quelle est la masse du précipité obtenu en mélangeant $125 \mathrm{~mL}$ de nitrate d'argent à 35,0 g.L ${ }^{-1}$ et $105 \mathrm{~mL}$ de chromate de potassium à 18,0 g.L ${ }^{-1}$ ?
b) Quel volume minimal de cette solution de chromate faudrait-il ajouter à $125 \mathrm{~mL}$ de la solution de nitrate d'argent pour précipiter totalement les ions $\mathrm{Ag}^{+}$?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
02:24

Problem 16

Si on mélange une solution de fluorure de potassium $\mathrm{KF}$ et une solution de chlorure de calcium $\mathrm{CaCl}_2$, il se forme un précipité de fluorure de calcium $\mathrm{CaF}_2$. L'équation stœchiométrique de la réaction s'écrit :
$$
2 \mathrm{KF}+\mathrm{CaCl}_2=2 \mathrm{KCl}+\mathrm{CaF}_2 \text {. }
$$

On réalise une série d'expériences en mélangeant des volumes variables des deux solutions, mais en faisant en sorte que la quantité totale des deux réactifs soit toujours égale à 0,12 mole, selon le tableau suivant :
$$
\begin{array}{lccccc}
\mathrm{N}^{\circ} \text { de l'expérience } & 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\
\text { Quantité de } \mathrm{KF} / \mathrm{mol} & 0,02 & 0,04 & 0,06 & 0,08 & 0,10 \\
\text { Quantité de } \mathrm{CaCl}_2 / \mathrm{mol} & 0,10 & 0,08 & 0,06 & 0,04 & 0,02
\end{array}
$$
Tracez un graphe en portant pour chaque expérience, en abscisse la quantité de $\mathrm{KF}$ utilisée et en ordonnée celle de $\mathrm{CaF}_2$ formée (qui pourrait être déterminée expérimentalement par filtration et pesée). Interprétez ce graphe.

David Collins
David Collins
Numerade Educator

Problem 17

On réalise la réaction :
$$
\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})=\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})+4 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) .
$$
avec 100 moles de méthane et 500 moles d'eau.
a) Lequel des deux réactifs sera-t-il épuisé le premier ? Combien restera-t-il alors de l'autre et combien se sera-t-il formé de chacun des deux produits ?
b) Par quel facteur le volume initial aura-t-il été multiplié (on suppose que la pression et la température n'ont pas varié)
c) Pendant le déroulement de la réaction, au moment où il s'est déjà formé 30 moles de $\mathrm{CO}_2$, combien reste-t-il de chaque réactif et combien s'est-il formé de dihydrogène?
N.B. De telles questions se posent souvent en thermodynamique (équilibres) et il est important de vous familiariser avec les raisonnements qu'elles impliquent.

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07:34

Problem 18

Dans un autoclave (réacteur en acier pouvant résister à des pressions internes élevées) dont le volume est 5 litres, se trouve un mélange de méthane $\mathrm{CH}_4$ et d'éthylène $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_4$ sous une pression de 15 bars, à $20^{\circ} \mathrm{C}$.
On y introduit en outre du dihydrogène $\mathrm{H}_2$, jusqu'à ce que le pression dans le réacteur soit égale à 30 bars. Le réacteur contient aussi le catalyseur nécessaire (de volume négligeable) pour que la réaction d'hydrogénation de l'éthylène en éthane
$$
\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_4(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2(\mathrm{~g})=\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6(\mathrm{~g})\right)
$$
ait lieu; on observe que la pression baisse jusqu'à 20 bars puis reste stable. Quelle était la composition (\% en volume et en masse) du mélange gazeux avant l'addition de $\mathrm{H}_2$ et quelle est celle du mélange final après l'achèvement de la réaction?

Eric Mockensturm
Eric Mockensturm
Numerade Educator

Problem 19

Un composé A se dissocie sous l'action de la chaleur ; l'équation stœchiométrique de la réaction s'écrit :
$$
2 \mathrm{~A}(\mathrm{~g})=2 \mathrm{~B}(\mathrm{~g})+\mathrm{C}(\mathrm{g}) .
$$
et la fraction dissociée de $\mathrm{A}$ est une fonction croissante de la température.
On place $0,1 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{A}$ dans un réacteur de 1,5 litre où l'on a préalablement fait le vide, à $20^{\circ} \mathrm{C}$, puis on chauffe le réacteur. À $250^{\circ} \mathrm{C}$ la pression dans le réacteur atteint 3,34 bars.
a) Montrez que cette observation prouve l'existence d'une réaction.
b) Quelle est à $250^{\circ} \mathrm{C}$, la fraction (en \%) de A qui s'est décomposée ?
c) Quelles sont les pressions partielles des constituants du mélange gazeux qui se trouve dans le réacteur à cette température?
d) À $800^{\circ} \mathrm{C}$ la décomposition de A est totale. Quelle est alors la pression dans le réacteur?
e) Quelle serait la pression dans le réacteur à $1000^{\circ} \mathrm{C}$ ?

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01:35

Problem 20

Dans un réacteur où l'on a préalablement fait le vide on introduit d'abord un gaz A à la pression de 1 bar puis un gaz B jusqu'à ce que le pression soit portée à 3 bars. Il s'y produit alors la réaction dont l'équation stœchiométrique s'écrit :
$$
\mathrm{A}(\mathrm{g})+3 \mathrm{~B}(\mathrm{~g})=\mathrm{C}(\mathrm{g})+\mathrm{D}(\mathrm{g}) .
$$

En admettant que la température reste fixée à sa valeur initiale,
a) Dans quel sens la pression va-t-elle évoluer pendant la réaction ? Jusqu'à quelle valeur? Combien vaudront alors les pressions partielles des gaz contenus dans le réacteur?
b) Quelles seront les valeurs de la pression totale et des pressions partielles lorsque la moitié du gaz B aura réagi ?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
01:37

Problem 21

On réalise la réaction dont l'équation stœchiométrique s'écrit :
$$
\mathrm{PH}_3(\mathrm{~g})=\mathrm{P}(\mathrm{s})+3 / 2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})
$$
à volume constant et température constante, sous une pression initiale $p_0$. Quelle est l'expression littérale de la pression partielle du dihydrogène en fonction de la pression initiale $p_0$ et de la pression totale $p$ à chaque instant de la réaction?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
06:16

Problem 22

On réalise la réaction dont l'équation stœchiométrique s'écrit : $2 \mathrm{NH}_3+5 \mathrm{~F}_2$ $=\mathrm{N}_2 \mathrm{~F}_4+6 \mathrm{HF}$. On utilise 4 moles d'ammoniac et 5 moles de difluor. Exprimez les masses des quatre constituants du système en fonction de la masse de HF formée à un instant quelconque.
Déterminez les masses des trois autres constituants lorsqu'il reste $3,5 \mathrm{~mol}$ de difluor.

Matthew Kieras
Matthew Kieras
Numerade Educator
07:49

Problem 23

1) Écrire les équations stœchiométriques pour la combustion du méthane, $\mathrm{CH}_4$ et de l'éthane, $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_4$.
2) La combustion de $1,210 \mathrm{~g}$ d'un mélange de méthane et d'éthane a fourni $3,372 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{CO}_2$. Déduire de ce résultat la composition du mélange exprimée en fraction molaire puis en fraction massique.

Katherine Mccandless
Katherine Mccandless
Numerade Educator
01:23

Problem 24

On dissout dans une solution d'acide chlorhydrique $2,450 \mathrm{~g}$ d'un alliage de zinc et d'aluminium. Les équations stœchiométriques sont :
$$
\mathrm{Zn}+2 \mathrm{HCl}=\mathrm{ZnCl}_2+\mathrm{H}_2 \quad \text { et } \quad 2 \mathrm{Al}+6 \mathrm{HCl}=2 \mathrm{AlCl}_3+3 \mathrm{H}_2
$$

On recueille 2,397 litres de dihydrogène (volume mesuré à $0^{\circ} \mathrm{C}$ et sous $101325 \mathrm{~Pa}$ ). Quelle est la composition de cet alliage, en masses et en quantités?

Nikhil Choudhary
Nikhil Choudhary
Numerade Educator
04:59

Problem 25

La teneur en dioxygène dissous dans une eau naturelle (lac, rivière) est une donnée écologique importante. On peut la déterminer en soumettant un échantillon d'eau aux réactions successives suivantes :
$$
\begin{aligned}
& 2 \mathrm{MnSO}_4+4 \mathrm{NaOH}+\mathrm{O}_2=2 \mathrm{MnO}_2(\mathrm{~s})+2 \mathrm{Na}_2 \mathrm{SO}_4+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\
& \mathrm{MnO}_2(\mathrm{~s})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4+2 \mathrm{NaI}=\mathrm{MnSO}_4+\mathrm{I}_2+\mathrm{Na}_2 \mathrm{SO}_4+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\
& \mathrm{I}_2+2 \mathrm{Na}_2 \mathrm{~S}_2 \mathrm{O}_3=\mathrm{Na}_2 \mathrm{~S}_4 \mathrm{O}_6+2 \mathrm{NaI}
\end{aligned}
$$

La première réaction, à laquelle participe le dioxygène dissous dans l'eau, donne un précipité de $\mathrm{MnO}_2$ qui disparaît au cours de la deuxième. Celle-ci donne du diiode $\mathrm{I}_2$ qui colore la solution en brun et cette coloration disparait au cours de la troisième réaction; l'instant où la décoloration devient totale indique la fin de la réaction (tout le diiode a réagi).
a) Doit-on utiliser une quantité exactement mesurée des réactifs intervenant dans la première, la deuxième et la troisième réaction?
b) Le dosage du dioxygène dans un échantillon d'eau de $250 \mathrm{~mL}$ a nécessité $95 \mathrm{~mL}$ d'une solution de $\mathrm{Na}_2 \mathrm{~S}_2 \mathrm{O}_3$ à 27 g.L. . Quelle est la teneur en $\mathrm{O}_2$ dissous dans cette eau?

Dr.  Satish  Ingale
Dr. Satish Ingale
Numerade Educator
05:20

Problem 26

Pour déterminer la teneur en lanthane (La) d'un minerai, on en dissout un échantillon de 4,23 g dans l'acide nitrique. Tout le lanthane contenu dans le minerai se trouve, sous la forme d'ions $\mathrm{La}^{3+}$, dans la solution obtenue, d'où il est ensuite précipité sous la forme d'iodate $\mathrm{La}\left(\mathrm{IO}_3\right)_3$ insoluble, par addition de $50,0 \mathrm{~mL}$ d'une solution d'iodate de potassium $\mathrm{KIO}_3$ approximativement $0,15 \mathrm{M}$.
Le volume de la solution d'iodate utilisé a été déterminé de telle sorte que les ions $\mathrm{IO}_3^{-}$soient certainement en excès par rapport à la quantité supposée d'ions $\mathrm{La}^{3+}$, et cet excès est alors consommé par la réaction dont l'équation stœchiométrique s'écrit :
$$
\mathrm{IO}_3^{-}+5 \mathrm{I}^{-}+6 \mathrm{H}^{+}=3 \mathrm{I}_2+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \text { (a) }
$$
provoquée par l'addition, en excès également, d'une solution d'iodure de potassium KI, après filtration du précipité d'iodate de lanthane.
Le diiode $\mathrm{I}_2$ est enfin dosé par le thiosulfate de sodium, selon la réaction caractérisée par l'équation stœchiométrique :
$$
\mathrm{I}_2+2 \mathrm{~S}_2 \mathrm{O}_3{ }^{2-}=2 \mathrm{I}^{-}+\mathrm{S}_4 \mathrm{O}_6{ }^{2-}
$$

La disparition de la coloration brune due au diode nécessite $13,4 \mathrm{~mL}$ de thiosulfate $1,268 \mathrm{M}$.
Par ailleurs, l'étalonnage exact de la solution de $\mathrm{KIO}_3$ est réalisé en appliquant successivement les deux réactions (a) et (b) à un échantillon de $40 \mathrm{~mL}$ : on doit alors utiliser $28 \mathrm{~mL}$ de la solution de thiosulfate.
Quel est le pourcentage en masse du lanthane dans le minéral ?

Adriano Chikande
Adriano Chikande
Numerade Educator
04:03

Problem 27

Le sulfure de dihydrogène $\mathrm{H}_2 \mathrm{~S}$ est un gaz toxique qui peut se trouver en petite quantité dans l'air pollué. Pour le doser, on peut faire passer bulle à bulle un certain volume d'air dans une solution d'un sel de cadmium, contenant des ions $\mathrm{Cd}^{2+}$. Il se forme un précipité de sulfate de cadmium CdS ; l'équation stœchiométrique de cette réaction s'écrit :
$$
\mathrm{Cd}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_2 \mathrm{~S}=\mathrm{CdS}(\mathrm{s})+2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) .
$$

On réalise ensuite, avec une solution de diiode $\mathrm{I}_2$ la réaction dont l'équation stœchiométrique s'écrit :
$$
\mathrm{CdS}+\mathrm{I}_2=\mathrm{CdI}_2+\mathrm{S} .
$$

On utilise un excès d'une solution de diiode titrée, et on dose l'excès avec une solution de thiosulfate de sodium de titre également connu.
$$
\left(\mathrm{I}_2+2 \mathrm{~S}_2 \mathrm{O}_3{ }^{2-}=2 \mathrm{I}^{-}+\mathrm{S}_4 \mathrm{O}_6{ }^{2-}\right) .
$$

À l'occasion d'un tel dosage, on a utilisé $25,86 \mathrm{~g}$ d'air, puis $39,8 \mathrm{~mL}$ d'une solution de diiode $0,01 \mathrm{M}$, et enfin $12,3 \mathrm{~mL}$ d'une solution $0,05 \mathrm{M}$ de thiosulfate. Quel était le pourcentage massique de $\mathrm{H}_2 \mathrm{~S}$ dans cet air?

Adriano Chikande
Adriano Chikande
Numerade Educator
01:26

Problem 28

Un insecticide à base de DDT (dont la formule brute est $\mathrm{C}_{14} \mathrm{H}_9 \mathrm{Cl}_5$ ) est annoncé en contenir $1 \%$. Afin de vérifier s'il contient la quantité prévue de produit actif, il est soumis à une expertise pour laquelle on procède ainsi : un échantillon d'insecticide de $0,73 \mathrm{~g}$ est traité de façon à minéraliser le chlore du DDT, c'est-à-dire à le transformer entièrement en ions $\mathrm{Cl}^{-}$. En présence de nitrate d'argent $\mathrm{AgNO}_3$ en excès, ces ions sont intégralement inclus dans un précipité de chlorure d'argent $\mathrm{AgCl}$, qu'on filtre, sèche et pèse. La masse de $\mathrm{AgCl}$ ainsi obtenue est $14 \mathrm{mg}$, cet insecticide est-il conforme à la composition annoncée?

David Collins
David Collins
Numerade Educator
04:14

Problem 29

Dans un réacteur dont le volume intérieur est 1,7 litre on introduit $3,82 \mathrm{~g}$ d'un alliage de zinc et de cuivre (laiton), puis $120 \mathrm{~mL}$ d'une solution d'acide chlorhydrique à 1 mol.L ${ }^{-1}$. Aussitôt après le réacteur est fermé hermétiquement et mis en relation avec un manomètre à mercure ( $c f$. schéma). La température ambiante est $18{ }^{\circ} \mathrm{C}$.
L'acide chlorhydrique attaque seulement le zinc ; l'équation stœechiométrique de cette réaction s'écrit :
$$
\mathrm{Zn}(\mathrm{s})+2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})=\mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) .
$$

On observe que la pression dans le réacteur augmente, puis se stabilise. Après retour à la température initiale (la réaction produit un échauffement) la dénivellation entre les deux branches du manomètre est $20 \mathrm{~cm}$.
Peut-on en déduire la composition de l'alliage ( $\%$ en masse de $\mathrm{Zn}$ et $\mathrm{Cu}$ )?

Stephen Ho
Stephen Ho
Numerade Educator
03:29

Problem 30

On réalise la réaction dont l'équation stœchiométrique s'écrit :
$$
\mathrm{CaCO}_3(\mathrm{~s})+2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})=\mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})
$$
avec $15 \mathrm{~g}$ de carbonate de calcium et $150 \mathrm{~mL}$ d'une solution d'acide chlorhydrique à $2 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}$. On utilise pour cela un réacteur dont le volume à vide est $1,75 \mathrm{~L}$ initialement plein d'air à la pression atmosphérique du moment, 980 millibars. Ce réacteur est équipé d'une soupape réglée pour s'ouvrir si la pression intérieure dépasse de 2 bars la pression extérieure. La température est maintenue égale à $22^{\circ} \mathrm{C}$.
Décrivez ce qui va se passer, avec autant de précision que possible, qualitativement et quantitativement.

Adriano Chikande
Adriano Chikande
Numerade Educator
04:18

Problem 31

Dans un réacteur de $300 \mathrm{ml}$, on a introduit à $18{ }^{\circ} \mathrm{C}$ et sous une pression de 1 bar, $80 \mathrm{~mL}$ de méthane et $220 \mathrm{~mL}$ de dioxygène. On provoque par une étincelle la combustion du méthane $\left(\mathrm{CH}_4+2 \mathrm{O}_2=\mathrm{CO}_2+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}\right)$, puis on laisse le réacteur se refroidir jusqu'à sa température initiale. Quelle est la pression à l'intérieur à cette température ?

Ahmed Kamel
Ahmed Kamel
Numerade Educator