EXERCICES A RÉSOUDRE
La connaissance du cours est absolument indispensable
Cette page , destinée aux élèves de Terminale Scientifique,
présente des exemples simples d'applications .
Exercice I
On réalise la pile symbolisée par: Ni|Ni2+(10-1
mol.L-1) | | Zn 2+(1mol.L-1)| Zn
1) Schématiser la pile et écrire l'équation chimique associée.
2) on donne la f.é.m de cette pile E= -0,50V
a- Déterminer les polarités des bornes ainsi que le sens de circulation du courant dans le circuit extérieur
b- Donner l'expression de la f.é.m de la pile.
c- Calculer la valeur de la f.é.m normale de la pile ainsi que la constante d'équilibre
d- Comparer les couples rédox mis en jeu.
Quelle est la réaction qui se produit spontanément si la pile débite un courant
3) Quelle est l'électrode dont la masse diminue au cours du fonctionnement.
4)Sachant que la diminution de masse de cette électrode est égale à 13 mg. Quelle est l'augmentation de masse de l'autre électrode?.
On donne MZn =65g mol-1.; MNi=59 g mol-1.
Exercice II
On se propose d'étudier une pile du type Daniell symbolisée par:
Zn/Zn2+//Sn2+/Sn
1-/ Schématiser avec toutes les indications possibles cette pile.
2-/ Ecrire l'équation chimique associée à cette pile.
3-/ Une mesure de la f.é.m de cette pile donne E= 0,62 V.
a-) Préciser la polarité des bornes de la pile.
b-) Préciser le sens du courant et celui des électrons.
4-/a-)Expliquer les transformations chimiques qui ont lieu dans chaque compartiment ?
b-) Déduire la réaction chimique spontanée quand la pile débite un courant.
5-/ Quel est le rôle du pont salin dans la pile.
Exercice III
On donne les potentiels normaux E°(Cd2+ / Cd ) = - 0,40 V et E° (Fe2+ /Fe) =-0,44 V.
1) Représenter le montage qui permet de mesurer E°(Cd2+ / Cd ) et utilisant l'électrode normale à Hydrogène . Préciser la polarité des électrodes, le sens du courant et les concentrations des solutions .
2) On réalise la pile suivante:
Cd |Cd2+ (0.5mol. L-1 ) || Fe2+
( x mol. L-1 ) | Fe .
la f.é.m de cette pile est E1 = 0,041 V
a- Indiquer la polarité des électrodes. Ecrire l'équation de la réaction spontanée ,et calculer la concentration x de Fe2+
b- Calculer la fém de la pile si[ Fe2+ ] = 0,1mol L-1
, indiquer le sens du courant
et préciser l'oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort .
c- Déterminer la constante d'équilibre et la concentration des ions Cd2+ et Fe2+ lorsque
la pile cesse de débiter un courant.
Exercice IV
On considère la pile symbolisée par :Cu /Cu 2+ (1mol.L-1) // Zn2+(1mol.L-1) / Zn
1- Ecrire l’équation de la réaction chimique associée à cette pile.
2- La mesure de la force électromotrice (f.é.m) donne E= - 1,1 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 Zn 2+ /Zn
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 Zn 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.
Exercice V
On donne E0Ni²+ /Ni =-0,25 V,E0Zn²+ /Zn =-O,76V, E0Pb²+ /Pb =-0,13V
1/ On réalise la pile Pl symbolisée par : Ni |Ni2+ (0,01mol.L-1)| |Fe2+ (1mol.L-1)|Fe.
On constate que le courant circule dans un circuit extérieur de l’électrode de nickel (Ni) vers l'électrode de fer (Fe).
a) Écrire l'équation de la réaction spontanée, qui se produit dans la pile Pl. En déduire les modifications survenus dans chaque compartiment de la pile.
b) Monter que le potentiel normal du couple Fe2+ /Fe est inférieur à une valeur que l'on déterminera. En déduire si le fer est attaqué par une solution acide ou non.
2) On plonge maintenant une lame de zinc dans une solution contenant des ions Fe2+. On constate la formation d'un dépôt.
a) Comparer les potentiels normaux des couples Fe2+ / Fe et Zn2+ /Zn.
b) Dire si l'on observe une réaction chimique quand on plonge une lame de fer dans une solution contenant des ions Pb2+.
3) On réalise la pile P2 en associant les deux couples Fe2+ /Fe (placé à gauche)
et Zn 2+ / Zn( placé à droite).
a) Donner le symbole de la pile P2 et écrire l'équation chimique associée à cette pile.
b) Calculer E0Fe²+ /Fe sachant que la f.é.m initiale de la pile P2 est E2 =-0,26 V
quand [Fe2+]= 10-2 mol L-1 et [Zn2+ ] =1 mol L-1.
c) Quelle est la constante d'équilibre relative à la réaction spontanée?
