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Exercices

Exercice corrigé

11

Composition d’un solide inconnu.

Un corps pur ionique inconnu a été dissout dans de l’eau distillée. On teste ensuite la solution obtenue. Lors de l’ajout de soude, il se forme un précipité blanc. Lors de l’ajout de nitrate d’argent, il se forme un précipité blanc.

Étapes de la méthode

  • La couleur du précipité obtenu lors du test à la soude permet d’identifier l’ion métallique présent :
    précipité bleu : ion cuivre Cu2+ ;
    précipité vert : ion ferreux Fe2+ ;
    précipité blanc : ion zinc Zn2+ ;
    précipité rouille : ion ferrique Fe3+.
  • La formule de l’ion indique, selon le signe en exposant, le nombre d’électrons gagnés ou perdus pour obtenir cet ion.
  • Dans la formule d’une solution ionique, il faut autant de charges positives que de charges négatives: la somme des produits des coefficients des ions, multipliés par leurs charges, doit donner zéro.

Corrigé :

  • La solution contient des ions zinc Zn2+ , ils sont responsables du précipité blanc lors de l’ajout de soude. Ils proviennent de la perte de deux électrons de l’atome de zinc.
  • La solution contient des ions chlorure Cl, ils sont responsables du précipité blanc lors de l’ajout de nitrate d’argent. Ils proviennent du gain d’un électron de l’atome de chlore.
  • La solution ionique a pour composition : (Zn2+ + 2 Cl).

Je m'entraine

14

La formation des ions.

Soient les ions suivants :
  • ion cuivre Cu2+
  • ion fer III Fe3+
  • ion fluorure F
  • ion sulfure S2−
15

Les ions hydrogène et le pH.

On mesure le pH de différentes solutions à l’aide d’un pH-mètre. Le pH du vinaigre est de 2,4, celui de l’eau minérale de 7,0 et enfin celle de l’eau savonneuse de 9,0.
16

Tests de précipitation.

On a versé quelques gouttes de soude dans trois tubes à essai contenant trois solutions inconnues.
17

Différentes solutions à classer.

Voici des produits de la vie courante. On a testé leur pH à l’aide d’un papier pH. Les couleurs obtenues ont été reportées dans le document ci-dessous :
20

La solution ionique.

Le sulfate de potassium est utilisé en jardinage sous forme de granulés mais aussi en solution. La solution contient des ions potassium K+ et des ions sulfates SO42−. Le potassium permet de faciliter la photosynthèse des plantes.

Une notion, trois exercices

J'approfondis

25

Les solutions inconnues.

Deux flacons ont perdu leur étiquette. L’un contient de l’acide sulfurique dilué et l’autre de la soude diluée.
27

Le jus de citron.

Un élève presse un citron afin d’en recueillir le jus. Il prépare ainsi trois solutions dans trois béchers :
  • le bécher no 1 contient 5 mL de jus de citron ;
  • le bécher no 2 contient 5 mL de jus de citron + 10 mL d’eau ;
  • le bécher no 3 contient 5 mL de jus de citron + 100 mL d’eau.

Il mesure ensuite le pH et obtient les résultats suivants :
  • 2 pour le bécher n°1 ;
  • 2,5 pour le bécher n°2 ;
  • 3 pour le bécher n°3.
28

Batterie de voiture.

Les batteries au plomb utilisent une réaction chimique avec l’acide sulfurique pour accumuler et restituer l’énergie. Les batteries doivent donc être remplies d’acide pour fonctionner. Le pictogramme suivant se trouve sur une bouteille d'acide sulfurique.
29

L’ion sulfure.

L’atome de soufre est présent en quantité importante à proximité des volcans. Il possède 16 électrons. L’atome de soufre donne l’ion sulfure S2− qu’on étudiera ici.
31

Les pluies acides.

L'expression « pluies acides » désigne des précipitations atmosphériques anormalement acides. Elles proviennent de la réaction de gaz qui se dissolvent dans l’eau et forment des composés acides. Par exemple, les oxydes d’azote peuvent former de l’acide nitrique HNO3.
32

L’antimousse.

33

L’alcootest.

Les cristaux contenus dans les alcootests contiennent des ions dichromate Cr2O7 2− de couleur jaune. En présence d’alcool, ils se transforment en ions chromate Cr3+ de couleur verte.

Je résous un problème

Test
Ion ou molécule testée(e)
Observation
Test au sulfate de cuivre anhydre
Eau
Le sulfate de cuivre anhydre blanc devient bleu
Test à l'eau de chaux
Dioxyde de carbone
Trouble de l'eau de chaux
Test à la flamme
Dihydrogène
Détonation
Test à la buchette incandescente
Dioxygène
La buchette incandescente se ré-enflamme
Test à la soude   
Ion cuivre II (Cu2+
Précipité bleu
Ion zinc II (Zn2+)
Précipité blanc 
 Ion fer II (Fe2+)
Précipité verdâtre 
 Ion fer III (Fe3+)
Précipité rouille 
Ion aluminium III (Al3+)
Précipité blanc
Test au nitrate d'argent
Ion chlorure Cl-
Précipité blanc qui noircit à la lumière
Test au chlorure de baryum
Ion sulfate SO42-
Précipité blanc
Mesure du pH
Ion H+
pH < 7
Mesure du pH
Ion HO-
pH > 7 
Doc. 1
Quelques tests de présence d’ions.

Exercices supplémentaires

Rédiger un compte rendu.

On réalise un test sur une solution ionique de composition inconnue.
Au test à la soude, il apparait un précipité vert et au test au nitrate d’argent, il apparait un précipité blanc.

Le pH-mètre.

Voici le pH de différentes solutions :
- Vinaigre : 4,8 ;
- Eau distillée (pure) : 7 ;
- Eau de mer : 8 ;
- Eau de Javel : 12,5 ;
- Soude : 13,5.

Parcours de compétences

Parcours de compétences

Éric remarque une tache humide sur le carrelage où se trouvent le déboucheur d’évier (une solution basique concentrée) et un autre détergent contenant un acide. Il veut la nettoyer avec l’acide chlorhydrique concentré qu’il utilise habituellement pour détacher les carreaux, en respectant les consignes de sécurité.

Informations : Plus une solution est concentrée en ions hydrogène H+, plus elle est acide. Plus une solution est concentrée en ions hydroxyde HO-, plus elle est basique. Il est dangereux de mélanger une solution d’acide concentrée avec une solution basique concentrée. Il y a alors des risques de projection.

Niveau 1 - Je comprends le contexte scientifique dans la situation proposée.

Coup de pouce : Retrouve dans le texte ce que voudrait faire Éric.

Niveau 3 - J’identifie et je formule un problème scientifique pertinent.

Coup de pouce : L’acide chlorhydrique peut-il être mélangé avec d’autres liquides en toute sécurité ?

Niveau 2 - Dans la situation proposée, je repère des éléments qui posent problème.

Coup de pouce : Quelle partie de l'énoncé évoque un problème ?

Niveau 4 - Je formule clairement le problème que j’ai identifié pour me permettre de le résoudre.

Coup de pouce : Formule ce problème en insistant sur l'information clé dont Éric doit avoir connaissance.
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