Concours kiné Berck : 9 années de QCM oxydoréduction, pile, électrolyse

Les ions nitrate en milieu acide agissent comme oxydants. Dans ces conditions les ions nitrates agissent avec le mercure et l'on obtient du monoxyde d'azote et des ions Hg2+. Cette réaction est utilisée pour doser un engrais nitraté. On prend 0,544 g de cet engrais et on mesure un volume de monoxyde d'azote dégagé v=97 mL. volume molaire : 24 L / mol Quel est le pourcentage massique en ion nitrate de cet engrais ? 0,25/0,544 *100 = 46%. On réalise une pile en associant deux demi-piles constituées par les couples Ag+ /Ag (E° =0,8 V] et Zn2+ / Zn.[E°= -0,76 V] Les solutions sont séparées par une paroi poreuse. Cette pile débite un courant constant d'intensité 42 mA dans une résistance R=33 ohms . La pile cesse de fonctionner au bout de 27 heures. charge élémentaire : e = 1,6 10-19 C ; nombre d'Avogadro N= 6,02 1023 mol-1. Zn : 65,4 g/mol ; Ag : 108 g/mol Parmi les affirmations suivantes, quelles sont celle qui sont exactes ? A l'anode le zinc est réduit en ion Zn2+. Faux. oxydation du zinc à l'anode : Zn(s) = Zn2+ + 2e-. La résistance interne de la pile est environ 4 ohms. Vrai. tension à vide aux bornes de la pile E = 0,8-(-0,76) = 1,56V. tension aux bornes de la pile en fonctionnement : U=E-rI= RI r = E/I -R= 1,56/0,042-33 =4 W. La capacité de la pile est de 11,34 Ah. Faux. Q= I t = 0,042*27 =1,13 Ah. La masse de zinc ayant disparu au cours du fonctionnement de la pile est de 1,4 g environ. Vrai. Q= 1,134 *3600 = 4082 C Quantité de matière d'électrons : n = 4082/96500 =0,0423 mol. Quantité de matière de zinc : 0,0423/2 =0,0211 mol Masse de zinc m=n M = 0,0211*65,4 =1,38 g. La masse d'argent s'étant formé au cours du fonctionnement de la pile est de 4,6 g environ. Vrai. Ag+ +e- = Ag. n(Ag)= n(e-) = 0,0423 mol masse d'argent : m= n M = 0,0423*108 = 4,6 g.   On fait réagir 10 mL d'acide sulfurique sur de la poudre d'aluminium. Il se forme 240 mL de dihydrogène. Les couples mis en jeu sont : H+ / H2 et Al3+ / Al. Le volume molaire vaut : 24 L/mol. Déterminer la masse (mg) d'aluminium ayant réagi. Al + 3H+ --> Al3+ + 1,5 H2(gaz) initial m / 27 mol n 0 0 en cours m / 27-x n-3x x 1,5x fin m / 27-xfin n-3xfin xfin 1,5xfin 1,5xfin = 0,24 / 24 = 0,01 mol d'où : xfin = 0,01/1,5 = 6,67 10-3 mol masse d'aluminium : 6,67 10-3 *27 = 0,18 g = 180 mg. On réalise le titrage de 20 mL d'une solution de dioxyde de soufre par une solution de diiode à 0,08 mol/L. Il faut verser un volume de 14,2 mL de diiode pour obtenir l'équivalence. Les couples mis en jeu sont : SO42- / SO2 et I2 / I-. Volume molaire = 24 L/mol. Déterminer le volume en mL de dioxyde de soufre que l'on a dissout dans 500 mL d'eau pour obtenir la solution précédente. SO2 + 2H2O=SO42- + 4H+ + 2e- oxydation I2 + 2e- = 2I- réduction SO2 + 2H2O + I2 = SO42- +4H+ + 2I- oxydo-réduction SO2 I2 ajouté initial n 0 en cours n-x x à l'équivalence n-xéqui=0 xéqui = 0,08*14,2 10-3 = 1,136 10-3 mol d'où n = 1,136 10-3 mol dans 20 mL de solution de SO2. soit 2,84 10-2 mol dans 500 mL volume de gaz SO2 dissous : 2,84 10-2* volume molaire = 2,84 10-2 *24 = 0,682 L=682 mL.     Web www.chimix.com Les ions thiosulfate S2O32- réagissent avec le diiode I2 en solution pour donner des ions iodure I- et des ions tétrathionate S4O62-. On verse 15 mL de solution de diiode de concentration C= 6 10-3 mol/L dans une solution contenant des ions thiosulfate. Déterminer la quantité maximale ( en micromole) d'ions thiosulfate pouvant réagir avec le diiode. 2S2O32- + I2 = 2 I- + S4O62-. à l'équivalence : n thiosulfate = 2nI2 =2*15 10-3*6 10-3 = 180 10-6 mol = 180 mmol. On verse une solution acidifiée de permanganate de potassium dans un tube à essai contenant de l'éthanol. La transformation chimique ayant liau a pour équation : 2 MnO4- + 5 CH3-CH2OH + 6H+ --> 5 CH3-CHO + 2Mn2+ + 8H2O Parmi les affirmations suivantes, combien y-en-a-t-il d'exactes ? L'éthanol joue le rôle de réducteur. exact Les ions permanganate libèrent 5 électrons exact MnO4- + 8H+ + 5e-= Mn2+ + 4H2O. Il s'agit d'une réaction de réduction ménagée d'un alcool faux, oxydation ménagée d'un alcool. Le produit formé est une cétone faux, un alcool primaire conduit d'abord à un aldehyde. Un test à la DNPH en fin de réaction donne une couleur jaune, caractéristique du groupe carbonyle.exact 3 affirmations exactes. On réalise l'électrolyse d'une solution aqueuse acidifiée de nitrate d'argent entre deux électrodes de graphite. La concentration initiale en nitrate d'argent est 0,2 mol/L. On observe un dépôt d'argent à la cathode et un dégagement de O2 à l'anode. L'électrolyse dure 25 min. La cathode est pesée, séchée : sa masse a augmenté de 357 mg. Couples O2(g) / H2O ; Ag+(aq) / Ag (s) ; 1F= 96500 C/mol. M( Ag) = 107,9 g/mol Calculer la valeur de l'intensité ( en A) du courant débité par le générateur. (0,11 ; 0,21 ; 0,31 ; 0,42 ; 0,64 ; pas de réponse) Ag+ + e- = Ag n(Ag)= m/M= 0,357 / 107,9 = 3,31 10-3 mol donc n( e-) = 3,31 10-3 mol d'électrons Quantité d'électricité : Q= 3,31 10-3 *96500 = 319,4 C intensité : 319,4 / (25*60) =0,21 A

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