| 4 EXERCICES RÉSOLUS |
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ExerciceI |
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ExerciceIII | ExerciceIV | Les corrigés |
La connaissance du cours est absolument indispensable
S'entraîner sur quelques exercices bien choisis, recouvrant les principales connaissances du programme , et conçus de telle façon qu'ils permettent d'évaluer la capacité d'acquisition des connaissances et l'habilité de leur utilisation dans la pratique d'une démarche scientifique.
On considère la pile symbolisée par :
Cu /Cu 2+ (1molL-1) // Fe2+(1molL-1) / Fe
1- Ecrire l’équation de la réaction chimique associée à cette pile.
2- La mesure de la force électromotrice (f.é.m) donne E= - 0,78 V
a- Faire un schéma de la pile sur lequel on précisera le sens du courant électrique et celui du mouvement des électrons dans le circuit extérieur
b- Calculer la constante d’équilibre K relative à l’équation de la réaction chimique associée à cette pile.
Comparer les couples redox Cu2+ /Cu et Fe 2+ /Fe
c- Ecrire l’équation de la réaction chimique spontanée lorsque la pile débite dans un circuit extérieur
d-Calculer les concentrations atteintes par Cu 2+ et Fe 2+ lorsque la pile ne peut plus débiter du courant électrique
On supposera que les volumes des solutions de droite et de gauche restent constants et égaux.
On considère les couples rédox suivants:
Couple (1): Pb2+/PbE° Pb2+/Pb = -0,13 V
Couple (2): M12+/M1
Couple (3): M22+/M2M1 et M2 sont deux métaux inconnus.
1°) A l’aide des couples (1) et (2) on réalise la pile P1 dont l’expression de sa fém. E1 est donnée par la relation E1 = E°1 - 0,03 log [Pb2+]/[ M12+]
a) Donner l’équation chimique associée à la pile P1. En déduire son symbole.
b) La f.é.m. de cette pile vaut 0,05 V quand [Pb2+] = 10 -2 mol.L-1 et [ M12+] = 1mol.L-1
Calculer la valeur du potentiel normal du couple M12+/M1 et celle de la constante d’équilibre relative à la réaction spontanée.
c) Après une durée , la fém. de cette pile prend la valeur E’1 = 0,035V.
Calculer les concentrations molaires [Pb2+] et [ M12+] à cet instant.
On suppose que les solutions, dans les compartiments de gauche et de droite, ont le même volume.
2°) On réalise maintenant la pile P2 symbolisée par:
M1 / M12+ (1mol.L-1) // M22+ (1mol.L-1) /M2
a) Sachant qu’une lame du métal M2 n’est pas attaqué par une solution d’acide chlorhydrique. Schématiser la pile P2 et préciser ses pôles.
b) La pile P2 cesse de débiter un courant quand [ M12+] / [ M22+] = 1016Calculer sa f.é.m
1) On réalise la pile P1 :
Pt /H2 (1atm), H+ (1mol L-1 )//Pb2+
(1mol L-1) /Pb.
La f.é.m normale de cette pile est égale à -0,13V.
a) Faire un schéma avec toutes les précisions nécessaires de la pile P1 .
b) préciser le sens du courant dans le circuit extérieur et écrire l’équation de la réaction spontanée.
c) Le pont salin est une solution saturée de K+
d) Déterminer le potentiel normal
2) On réalise la pile P2 en associant les deux couples Ox/red suivants :
Pb2+/Pb à droite et Co2+/Co à gauche. On donne E° Co2+/Co
a) Donner le symbole de la pile P2 et écrire l’équation de la réaction associée à cette pile.
b) Déterminer la f.é.m normale de la pile P2 et la constante d’équilibre de la réaction associée à cette pile.
c) Les concentrations initiales de Pb2+ et Co2+ sont C1=5.10-2 mol L-1 et C2.
Calculer C2 si la f.é.m est égale à E= 0,111V.
d) Déterminer les concentrations de Pb2+ et Co2+ lorsque la pile cesse de débiter un courant.
On suppose que le solution, dans les compartiments de gauche et de droite, ont le même volume. v=100mL. Calculer lavariation de la masse de l’électrode de Pb. Sachant que la masse molaire de Pb = 207 g.mol-1 .
On réalise la pile électrochimique suivante : Co/ Co2+ (C1) // Ni2+(C2) / Ni .
1°) Faire le schéma de la pile, écrire l’équation de la réaction associée et donner l’expression de la
f.é.m initiale Ei en fonction de la f.é.m normale E° et du rapport C1/C2
2°) On laisse la pile débiter du courant dans un circuit extérieur .
La courbe ci-dessous représente la variation de la f.é.m E de la pile en fonction de log?
avec?la fonction des concentrations de la réaction associée à la pile.
a-Montrer que la constante d’équilibre K de la réaction associée est égale à 100.
b-En déduire la f.é.m normale E° de la pile .
Comparer les pouvoirs réducteurs du cobalt et du nickel.
c-Calculer la f.é.m initiale E de la pile .
3°) Après une durée, la f.é.m s’annule et la concentration molaire en Co2+devient C'1=0,49 mol.L-1
a-Quelle est alors la concentration molaire C’2 de Ni2+ ?
b-Calculer les concentrations initiale C1etC2 sachant que les deux solutions ont le même volume.
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 Mahmoud.Gazzah@edunet.tn
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Evaluation
