Exercices




Pour s'échauffer

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8
Concentration des ions

On dissout m=3,0m = 3\text{,}0 g de chlorure de sodium (NaCl)(\text{NaCl}) dans V=50V = 50 mL d’eau.

Quelle est la concentration des ions dans la solution de chlorure de sodium ?


Donnée

  • M(NaCl)M(\text{NaCl}) = 58,5 g·mol-1.

9
Savon

PC.1.7.ECH.Bulles-retouche

Justifier les propriétés amphiphiles d’une molécule de savon.

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5
Solides ioniques

Quelle est la formule statistique du nitrate d’argent, du chlorure de fer (II) et du sulfate d’aluminium ?



Données

Formule des ions :

  • ion nitrate NO3;\text{NO}^{-}_{3} ;
  • ion argent Ag+;\text{Ag}^{+} ;
  • ion chlorure Cl;\text{Cl}^{-} ;
  • ion fer (II) Fe2+;\text{Fe}^{2+} ;
  • ion sulfate SO42;\text{SO}^{2-}_{4} ;
  • ion aluminium Al3+.\text{Al}^{3+}.

  • 6
    Diiode

    Comment la cohésion du diiode solide est-elle assurée ?


    7
    Solubilité du sel

    Le sel est un solide ionique de formule NaCl.\text{NaCl}.

    Justifier la solubilité s=357s = 357 g·L-1 du sel dans l’eau et sa solubilité s=0,51s = 0\text{,}51 g·L-1 dans l’éthanol.

    Pour commencer

    Cohésion dans un solide

    Supplément numérique

    Retrouvez une animation sur les trois états de la matière !
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    10
    La glace

    APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

    L’eau existe sous trois formes : solide, liquide, gaz. À l’état solide, les molécules d’eau sont ordonnées en cristal. Elles sont toutes en interaction les unes avec les autres et sont entourées de quatre molécules d’eau. La figure de molécule d’eau ci-dessous représente une des configurations possibles à l’état solide.

    PC1.7.INF11_v1


    1. La molécule d’eau est-elle une molécule polaire ou une molécule apolaire ? Justifier.


    2. Quels sont les types d’interactions qui peuvent exister entre les molécules d’eau au sein de la glace ?

    Dissolution du solide ionique

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    15
    Solvatation des ions

    APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

    Le chlorure de cuivre (II) est très soluble dans l’eau.

    Représenter schématiquement au niveau microscopique la solution aqueuse de chlorure de cuivre (II).
    Couleurs
    Formes
    Dessinez ici
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    14
    Concentration des ions en solution

    RAI/ANA : Faire le lien entre le modèle microscopique et les grandeurs macroscopiques

    On dispose au laboratoire de plusieurs solutions aqueuses de concentration en soluté apporté c=0,50c =0\text{,}50 mol·L-1, réalisées par dissolution de divers solutés.

    Données

    Nom et formule des solutés :

  • hydroxyde de sodium NaOH ;\text{NaOH} ;
  • sulfate de baryum BaSO4 ;\text{BaSO}_{4}  ;
  • chlorure de cuivre (II) CuCl2\text{CuCl}_{2} ;
  • nitrate d’argent AgNO3.\text{AgNO}_{3}.

  • Pour chacune des solutions :

    1. Écrire l’équation de dissolution du solide ionique.


    2. Calculer la concentration des ions dans les solutions.
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    13
    Dissolution ou formation d’un solide

    RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique : écrire l’équation

    Pour chacune des équations proposées, indiquer s’il s’agit d’une équation de dissolution ou de formation du précipité, et ajuster l’équation si nécessaire.

    a. Ag+(aq)+Cl(aq)AgCl(s).\text{Ag}^{+}\text{(aq)}+ \text{Cl}^{-}\text{(aq)} \rightarrow \text{AgCl(s)}.




    b. NaHCO3(s)Na+(aq)+HCO3(aq).\text{NaHCO}_{3}\text{(s)} \rightarrow \text{Na}^{+}\text{(aq)} + \text{HCO}^{-}_{3}\text{(aq)}.




    c. Al3+(aq)+ SO42 Al2(SO4)3(s).\text{Al}^{3+}\text{(aq)} +\text{ SO}^{2-}_{4} \rightarrow  \text{Al}_{2}(\text{SO}_{4})_{3}\text{(s)}.


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    11
    Carbonate

    RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique : écrire l’équation

    Les ions carbonate CO32\mathrm{CO}_{3}^{2-} forment différents solides ioniques en se combinant avec des cations.

    Écrire l’équation de dissolution du carbonate de magnésium, du carbonate de calcium, du carbonate de sodium et du carbonate d’aluminium.


    Données

    Formules de quelques ions :
    • ion magnésium : Mg2+;\text{Mg}^{2+} ;
    • ion calcium : Ca2+;\text{Ca}^{2+} ;
    • ion sodium : Na+;\text{Na}^{+} ;
    • ion sodium : Al3+.\text{Al}^{3+}.
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    12
    Équations à compléter

    RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique : écrire l’équation

    Compléter les équations de dissolution (dans l'eau) et donner le nom du solide ionique correspondant.

    a. CuSO4\text{CuSO}_{4}()  \rightarrow  Cu2+ \text{Cu}^{2+} ( )+ + ( )..

    b.   (( )) \rightarrowAl3+(\text{Al}^{3+} ( )+) + Cl(\text{Cl}^{-}( ).).

    c. (( ) ) \rightarrow  Mg2+(\text{Mg}^{2+}( )+) + HO(\text{HO}^{-}( ).).

    d. Al(OH)3( \text{Al(OH)}_{3} ( ) ) \rightarrow  (( )+) + (( ).).

    Extraction par un solvant


    Doc. 2
    Acétone

    PC.1.7.A4.Acetone-retouche

    Doc. 1
    Acide salicylique

    PC.1.7.COM.AcideSalicylique-retouche

    Doc. 3
    Éther

    PC.1.7.A4.EtherAR-retouche
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    16
    Choix d’un solvant

    RAI/ANA : Construire un raisonnement

    L’acide salicylique est un solide, que l’on peut extraire par macération des feuilles de saule dans l’eau. Léo et Carla ont terminé la phase de macération et souhaitent extraire l’acide salicylique dissous.

    1.
    Étudier la polarité des molécules d’acide salicylique, d’acétone, d’éther et d’eau.


    2. Étudier les interactions entre les molécules du soluté et des différents solvants. Ces résultats sont-ils en accord avec les données ?


    3. En utilisant les données, choisir le solvant à utiliser pour extraire l’acide salicylique de la solution aqueuse.


    Données
    Espèce chimique Solubilité de l’acide salicylique à 20 °C Miscibilité avec l’eau
    Eau 330 mg·L-1 /
    Acétone Bonne Bonne
    Éther Bonne Très faible

    Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

    Savoir modéliser la dissolution d’un composé ionique :
    11
    13

    Savoir calculer la concentration des ions dans une solution :
    14
    DIFF

    Savoir expliquer ou prévoir la solubilité d’une espèce dans un solvant :
    15
    20

    Interpréter un protocole d’extraction liquide-liquide :
    16
    25

    Une notion, trois exercices


    DIFFÉRENCIATION
    Savoir-faire : Calculer la concentration des ions en solution

    Données

  • M(I)=126,9M(\text{I}) = 126\text{,}9 g·mol-1 ;
  • M(Al)=27,0M(\text{Al}) = 27\text{,}0 g·mol-1 ;
  • M(K)=39,1M(\text{K}) = 39\text{,}1 g·mol-1 ;
  • M(Cl)=35,5M(\text{Cl}) = 35\text{,}5 g·mol-1 ;
  • M(Ag)=107,9M(\text{Ag}) = 107\text{,}9 g·mol-1 ;
  • M(S)=32,1M(\text{S}) = 32\text{,}1 g·mol-1 ;
  • M(O)=16,0M(\text{O}) = 16\text{,}0 g·mol-1.

  • 17
    Dissolution du chlorure de potassium

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    RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

    On réalise un volume V=50,0V = 50\text{,}0 mL d’une solution en dissolvant une masse m=3,0m = 3\text{,}0 g de chlorure de potassium.

    1. Écrire l’équation de cette dissolution dans l’eau.


    2. Calculer la concentration des ions dans la solution.
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    19
    Sulfate d’argent

    RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

    La solution de sulfate d’argent est utilisée au laboratoire pour tester la présence des ions chlorure.
    Elle est constituée d’ions argent Ag+\text{Ag}^{+} et d’ions sulfate SO42\text{SO}^{2-}_{4} Le technicien de laboratoire a besoin de 500,0500\text{,}0 mL d’une solution pour laquelle : [Ag+\text{Ag}^{+}] =1,0×102= 1\text{,}0 \times 10^{-2} mol·L-1.

    Exprimer puis calculer la masse de soluté nécessaire pour réaliser cette solution.
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    18
    Dissolution de l’iodure d’aluminium

    RAI/MOD : La quantité de matière, décrire l’état initial et l’état final

    On dissout une masse m=5,0m = 5\text{,}0 g d’iodure d’aluminium AlI3\text{AlI}_{3} pour réaliser 250,0250\text{,}0 mL d’une solution aqueuse.

    1. Écrire l’équation de cette dissolution.


    2. Décrire le protocole expérimental.


    3. Calculer la concentration des ions dans la solution.
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