	Pour commencer	Différenciation	Pour s'entraîner
Connaître la notion d'oxydant et de réducteur			22
Équilibrer des demi-équations	11 12	13 14 15	21 22
Déterminer des couples redox	11		18 25
Analyser et utiliser une réaction d'oxydoréduction pour faire des calculs ou des raisonnements	12	13 14 15	21 22

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Pour s'échauffer

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5
Espèces oxydée et réduite

Quelles sont les espèces oxydée et réduite dans la réaction suivante ?
2\:\mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})+\mathrm{I}_{2}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}(\mathrm{aq})+2\:\mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}).

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6
Couple redox

Écrire les couples redox correspondant à l'équation d'oxydoréduction suivante :
2\:\mathrm{Al}(\mathrm{s})+3\:\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\:\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq})+3\:\mathrm{Cu}(\mathrm{s}).

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8
Demi-équations

Photographie gros plan de boulons rouillés et oxydés éparpillés. Texture rugueuse et corrosion visibles.

Écrire la demi-équation d'oxydoréduction correspondant à chaque couple oxydant-réducteur en milieu aqueux.

a. \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).

b. \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Al}(\mathrm{s}).

c. \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}).

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7
Oxydant et réducteur

Identifier l'oxydant et le réducteur dans la réaction :
2\:\mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq})+2\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}).

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9
Équilibrer une équation redox

Équilibrer les équations suivantes.

a. \mathrm{Zn}(\mathrm{s})+\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}).

b. \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}).

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Pour commencer

Équations bilans

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10
Écrire l'équation d'une réaction redox

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

Établir les équations bilans des réactions :

a. du cuivre \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) avec le dibrome \mathrm{Br}_{2}(\mathrm{aq}).

b. de l'acide iodhydrique \left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le chlorure ferrique \left(\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})\:;\:3\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right).

c. du thiosulfate de sodium \left(2\:\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) avec le diiode \mathrm{I}_{2}(\mathrm{s}).

d. de l'acide nitrique \left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le fer \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).

e. du nitrate d'argent \left(\mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le cuivre \mathrm{Cu}(\mathrm{s}).

f. du permanganate de potassium \left(\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})\right) avec le chlorure de fer II \left(\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right).

Données

\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Cu}(\mathrm{s}) ;
\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) ;
\mathrm{Br}_{2}(\mathrm{g}) / \mathrm{Br}^{-}(\mathrm{aq}) ;
\mathrm{I}_{2}(\mathrm{s}) / \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}) ;
\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}) ;
\mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq}) ;
\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) ;
\operatorname{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) ;
\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}(\mathrm{s}).

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11
Comprendre la réaction du sodium avec l'eau

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

Le sodium doit être stocké à l'abri de l'humidité (dans l'huile de paraffine). Lorsqu'un morceau de sodium \mathrm{Na}(\mathrm{s}) est mis en contact avec de l'eau, une réaction violente se produit selon l'équation suivante :
2\:\mathrm{Na}(\mathrm{s})+2\:\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow 2\:\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2\:\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}).

1. Écrire les deux couples redox en présence.

2. Déterminer les deux demi-équations mises en jeu.

Doc. 1
Le métal sodium

Photographie de morceaux de sodium métallique dans un récipient en verre. Aspect blanchâtre et pierreux.

Doc. 2
Sodium dans l'eau

Photographie d'une réaction chimique : du sodium réagit violemment avec de l'eau, créant une flamme orange vif et une fumée dense.

Suppléments numériques

Retrouvez une
vidéo
de la réaction du sodium dans l'eau.

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12
Production d'aluminium

✔ APP : Extraire l'information utile d'un texte

1. D'après les documents, écrire l'équation de la fusion de l'alumine.

2. Écrire les demi-équations des réactions qui se produisent en précisant le type de réaction.

3. Écrire l'équation bilan de la réaction.

4. Quelles masses d'aluminium et de dioxygène obtient-on avec une tonne d'alumine ?

5. Écrire l'équation bilan de la formation du dioxyde de carbone \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}).

6. Quelle masse minimale de carbone est nécessaire pour réduire l'oxygène produit ?

Doc. 1
Électrolyse de l'alumine

L'aluminium est un métal léger et très utilisé dans l'industrie comme dans l'aéronautique. La bauxite est un minerai qui contient de l'alumine, oxyde d'aluminium de formule \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}(\mathrm{s}). Cet aluminium est extrait par électrolyse.

L'alumine est fondu à haute température dans une cuve contenant du carbone. Un courant continu de haute intensité (100 kA sous 4,50 V) traverse la cuve et réalise la transformation des ions aluminium \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{l}) en aluminium \mathrm{Al(s)}, et des ions oxygène \mathrm{O}^{2-}(\mathrm{l}) en dioxygène \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}). L'aluminium liquide se dépose au fond de la cuve, le dioxygène réagit avec le carbone et s'échappe sous forme de dioxyde de carbone.

Doc. 2
Carrière de bauxite en Italie

Photographie de deux personnes marchant sur une crête rouge érodée d'une ancienne carrière de bauxite italienne.

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Une notion, trois exercices
Différenciation

Savoir‑faire : Équilibrer des demi-équations
Utiliser une réaction d'oxydoréduction pour un raisonnement

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13
Oxydation des ions thiosulfate

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

Thiosulfate de sodium.

Le thiosulfate de sodium est utilisé pour de nombreux usages en médecine, il peut agir comme antidote contre un empoisonnement au cyanure.
On mélange une solution de thiosulfate de sodium \left(\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) et une solution de diiode \text{I}_{2}(\text{aq}). La couleur brune du diiode disparaît. Les deux couples redox concernés sont :

\mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq}) et \mathrm{I}_{2}(\mathrm{aq}) / \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}).

1. En déduire les deux demi-équations associées.

2. Quels sont les ions spectateurs de la réaction en jeu ?

3. Identifier les réactifs et les produits de cette réaction.

4. En déduire alors l'équation bilan de la réaction.

5. Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-2} mol de \text{I}_{2} en solution, quelle quantité de \left(\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-}(\mathrm{aq})\right) faut-il introduire pour que le mélange réactionnel soit dans les proportions stœchiométriques ?

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14
Oxydation du dioxyde de soufre (1)

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

Un vin blanc commercial contient souvent du dioxyde de soufre \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}), qui agit comme antioxydant et stabilisateur. On introduit goutte à goutte une solution de diiode \mathrm{I}_{2}(\mathrm{aq}) dans un bécher contenant un vin blanc.

1. Déterminer les demi-équations relatives à ces deux couples : \mathrm{SO}_{4}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) et \mathrm{I}_{2}(\mathrm{aq}) / \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq}).

2. Identifier les réactifs et les produits de cette réaction.

3. En déduire alors l'équation bilan de la réaction.

4. Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-3} mol de diiode \text{I}_{2} ajoutée, quelle est la quantité de dioxyde de soufre \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) qu'il faut introduire pour que les réactifs soient dans les proportions stœchiométriques ?

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15
Oxydation du dioxyde de soufre (2)

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

On mélange une solution de permanganate de potassium \left(\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq})\:; \:\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})\right) et une solution contenant du dioxyde de soufre dissous \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) en milieu acide.

1. Établir alors l'équation bilan de la réaction, les couples en jeu étant \mathrm{SO}_{4}^{2-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{aq}) \text { et } \mathrm{MnO}^-_{4}(\mathrm{aq})/\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}).

2. Pour une quantité de 1\text{,}00\times 10^{-3} mol de permanganate de potassium introduite, quelle est la quantité de dioxyde de soufre qu'il faut introduire pour que les réactifs soient dans les proportions stœchiométriques ?

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