Exercice I L’oxydoréduction par voie sèche
Exercice I
Compléter les phrases suivantes :
A. Rappel des règles de calcul des nombres d'oxydation (NO)
A.1. Le NO d'un élément à l'état de corps simple est égal à …………….
A.2. Le NO d'un ion ……………………… est égal à sa charge.
A.3. La somme des NO des atomes d'une molécule est égale à ……………….
A.4. La somme des NO des atomes d'un ion complexe est égale à ……………….. de l’ion complexe.
A.5. Le NO de ……………. est pratiquement toujours égal à +I, sauf si la règle n° A.1 prend le dessus (\({H_2}\) où \(NO = 0\)), ou si la règle n° A2 prend le dessus (par exemple NaH avec l'ion \({H^ - }\) où \(NO = - I\)).
A.6. Le NO de l'oxygène est pratiquement toujours égal à …………….., sauf si la règle n° A.1 prend le dessus (\({O_2}\) où \(NO = 0\)), ou dans le cas de \({H_2}{O_2}\) où la règle n°A.5 est prise en considération, \(NO = + I\) pour l'hydrogène, ce qui impose \(NO = - I\) pour l'oxygène par la règle n° A.3.
B. Que vaut le nombre d'oxydation :
a) Du fer dans Fe?
b) Du phosphore dans \({P_4}\)?
c) Du soufre dans \({S_8}\)?
d) De carbone dans \(C{H_4}\)?
e) Du carbone dans \(C{O_2}\)?
f) Du chlore dans \(HCl{O_4}\)?
g) Du carbone dans \(CO_3^{2 - }\)?
h) Du phosphore dans \(PO_4^{3 - }\)?
i) Du magnésium dans \(MgO\)?
j) Du chlore dans \(MgC{l_2}\)?
k) Du sodium dans \(NaCl\) ?
l) Du soufre dans \(N{a_2}S{O_4}\)?
Exercice II L’oxydoréduction par voie sèche
Exercice II
1.a) Comment varie le nombre d'oxydation lors d'une réduction
1.b) L'équation : \(K \to \) \({K^ + } + {e^ - }\) représente-t-elle une réduction?
2. Déterminez l'oxydant et le réducteur dans les oxydoréductions suivantes :
2.a) \(2Na\) \( + C{l_2}\) \( \to \) \(2NaCl\)
2.b) \(S{O_2} + \) \(2{H_2}S\) \( \to \) \(2S + \) \(2{H_2}O\)
3. Que vaut le nombre d'oxydation de l'azote dans les espèces chimiques suivantes
\({N_2}{O_5}\), \({N_2}\), \(N{H_3}\), \({K_3}N\), \(NO_3^ - \), \(LiN{O_2}\)
a) Dans lesquelles l'azote est-il complètement oxydé?
b) Dans lesquelles l'azote est-il complètement réduit?
c) Dans lesquelles l'azote peut-il jouer le rôle d'oxydant?
d) Dans lesquelles l'azote peut-il jouer le rôle de réducteur?
Exercice III L’oxydoréduction par voie sèche
Exercice III
Équilibrer les équations suivantes à l'aide des nombres d'oxydation et indiquez : l'oxydation, la réduction, l'oxydant et le réducteur :
a) \(HP{O_3} + \) \(C \to \) \(P + \) \(CO + \) \({H_2}O\)
b) \(As{H_3}\) \( + KCl{O_4}\) \( \to \) \({H_3}As{O_4}\) \( + KCl\)
c) \(Sn + \) \(HN{O_3}\) \( \to \) \(Sn{O_2}\) \( + {H_2}O\) \( + N{O_2}\)
d) \(HN{O_3}\) \( + {H_2}S\) \( \to \) \(NO + \) \({H_2}O + \) \({H_2}S{O_4}\)
e) \(Ag + \) \(HN{O_3}\) \( \to \) \(AgN{O_3}\) \( + {H_2}O\) \( + NO\)
f) \(Cu + \) \(HN{O_3}\) \( \to \) \(Cu{(N{O_3})_2}\) \( + {H_2}O\) \( + N{O_2}\)
g) \(FeC{l_2}\) \( + KMn{O_4}\) \( + HCl\) \( \to \) \(FeC{l_3}\) \( + MnC{l_2}\) \( + KCl\) \( + {H_2}O\)
Exercice IV L’oxydoréduction par voie sèche
Exercice IV
A l'aide d'un tableau de couples redox, indiquez l'équation de chacune des réactions suivantes :
1. On jette un morceau de sodium dans l'eau.
2. On jette un morceau de zinc dans une solution aqueuse de HCl.
3. On jette un morceau de cuivre dans une solution aqueuse de \(HCl\).
4. On jette un morceau de cuivre dans une solution aqueuse de \(HN{O_3}\).
5. On jette un morceau de zinc dans une solution aqueuse de \(AgN{O_3}\).
Exercice V L’oxydoréduction par voie sèche
Exercice V
1. Actuellement, le procédé le plus courant de fabrication du diiode se fait à partir du nitrate du Chili.
Ce nitrate naturel est utilisé pour obtenir des engrais. Lors de la préparation des engrais, des eaux de rinçage sont recueillies. Ces eaux contiennent des ions iodate \(IO_3^ - \) qu’on fait réagir avec les ions hydrogénosulfite \(HSO_3^ - \).
A partir des demi-équations, donner l’équation de la réaction de la transformation étudiée.
2. Une autre possibilité est d’utiliser les ions iodure. Par réaction avec le peroxyde d’hydrogène (\({H_2}{O_2}\)), ils donnent du diiode.
A partir des demi-équations, donner l’équation de la réaction de la transformation étudiée.
3. Définir ce qu’est un réducteur et indiquer dans les 2 transformations le réducteur.
Couples oxydant/réducteur :
\(IO_3^ - (aq)\) \(/I(aq)\), \({I_2}(aq)\) \(/{I^ - }(aq)\), \(SO_4^{2 - }(aq)\) \(/HSO_3^ - (aq)\),
\(HSO_4^ - (aq)\) \(/S{O_2}(aq)\), \({H_2}{O_2}(g)\) \(/HO(l{\rm{ }})\), \({H^ + }(aq)\) \(/{H_2}(g)\)
Exercice VI L’oxydoréduction par voie sèche
Exercice VI
On fait réagir 2,70 g d’aluminium sur 50,0 mL de solution d’acide nitrique à 0,100 mol/L. Il se forme des ions aluminium et il se dégage de l’ammoniac.
1. L’aluminium est-il un oxydant où un réducteur ? Quelle est la transformation qu’il subit ?
Justifier.
2. Écrire l’équation de la réaction.
3. A l’aide d’un tableau d’avancement, calculer en fin de réaction la masse des solides restants.
Données \(A{l^{3 + }}(aq)\) \(/Al(s)\), \(NO_3^ - (aq)\) \(/N{H_3}(g){\rm{ }}\)
L’aluminium a un numéro atomique égal à 13 et une masse atomique égale à 27,0 g/.mol
Exercice VII L’oxydoréduction par voie sèche
Exercice VII
On introduit une masse \({m_1} = 0,27\) g de poudre d’aluminium dans un volume \({V_2} = 24\)mL de solution d’acide chlorhydrique (\({H^ + }(aq)\) \( + C{l^ - }(aq)\)) de concentration \({C_2} = 1,00\) mol/L. Des ions aluminium (III) (\(A{l^{3 + }}(aq)\) )se forment et du dihydrogène \({H_2}(g)\) se dégage.
1) Écrire l’équation de la réaction d’oxydoréduction qui traduit la transformation observée.
2) Quelle espèce chimique joue le rôle d’oxydant ? De réducteur ?
3) Quelle espèce chimique est oxydée ? Réduite ?
4) Compléter littéralement le tableau d’avancement ci-dessous.
| Avancement | \({x_1} + \) \({x_2}\) \( \to \) \({y_1} + \) \({y_2}\) | ||||
| État initial | \(\alpha = 0\) | \({n_1}\) | \({n_2} = \) \({C_2}{V_2}\) | ||
| État intermédiaire | \(\alpha \) | \(3\alpha \) | |||
| État final | \(\alpha = \) \({\alpha _{\max }}\) | ||||
En déduire la composition finale en quantité de matière (exprimée en mmol) du système étudié.
5) Quel est le volume de dihydrogène dégagé dans les conditions de l’expérience à la température de 20°C sous la pression de 1,0 bar?
Données : Couples Ox/réd : \(A{l^{3 + }}(aq)\) \(/Al(s)\), \({H^ + }(aq)\) \(/{H_2}(g)\)
Constante des gaz parfaits : \(R = 8,31\) Pa.m3/K.mol
1 bar = \({10^5}\) Pa, M(Al) = 27,0 g/mol
