I) a) On fait réagir 0,725 g de fer métallique avec 50 mL d’une solution d’acide sulfurique de concentration en soluté apporté 1 mol.L-1. Il se forme des ions fer II Fe2+(aq) et du dihydrogène.

b) Quelle est l’équation de dissolution de l’acide sulfurique H2SO4(l) dans l’eau ?

En déduire la quantité de matière d’ions hydrogène présents dans les 50 mL de solution avant qu’on y introduise le fer.

c) A l’aide d’un tableau d’avancement, déterminer la quantité de matière d’ions Fe2+(aq) à l’état final.

d) Le volume est complété exactement à 100,0 mL avec de l’eau distillée. Quelle est la concentration en ions Fe2+(aq) ?

e) On introduit 20,0 mL de cette solution dans un erlenmeyer en présence d’un excès d’acide. La solution de permanganate de potassium de concentration inconnue est placée dans la burette. Ecrire l’équation de la réaction.

f) Il faut 8,7 mL de la solution de permanganate de potassium pour que le mélange prenne une légère coloration violette persistante. Que peut-on en conclure ?

g) A l’aide d’un tableau d’avancement, déterminer la quantité de matière d’ions permanganate présents dans les 8,7 mL versée. En déduire la concentration de la solution de permanganate.

 

 

II)

Le nickel, constituant des pièces de monnaie de un franc, pouvait être attaqué par les ions argents . La réaction produit un dépôt d’argent métallique et des ions nickel  en solution.

1.     Ecrire l’équation de la réaction

On plonge un morceau de nickel de masse m = 0,85 g dans un volume V = 50,0 mL d’une solution aqueuse de nitrate d’argent  de concentration en soluté apporté C = 0,10 mol/L.

2.     Dresser le tableau d’avancement de la réaction. En déduire le réactif limitant.

3.     Déterminer la masse d’argent formée

On fait réagir du permanganate de potassium  avec du diiode .

4.     Ecrire les demi-équations électroniques.

5.     Ecrire l’équation de la réaction.

6.     Dans cette réaction indiquer quel est l’oxydant et quel est le réducteur (justifier).

 

Données :                

 

III) Détermination de la teneur en SO2 d’une eau polluée :

Les ions dichromates orangés constituent l’oxydant du couple Cr2O72-/Cr3+. Ces ions réagissent avec une solution aqueuse de dioxyde de soufre SO2 en produisant des ions chrome Cr3+ verts et des ions sulfates SO42-.

1) A quel couple rédox appartient le dioxyde de soufre dissous ? Ecrivez la demi-équation électronique correspondante en milieu acide.

2) Ecrivez la demi-équation électronique associée au couple Cr2O72-/Cr3+ en milieu acide.

3) Déduisez-en l’équation de la réaction entre les ions dichromates et le dioxyde de soufre.

4) Le dioxyde de soufre est, avec les oxydes de carbone, un polluant atmosphérique majeur.

Afin de déterminer la teneur en dioxyde de soufre d’une eau polluée, on mélange progressivement un échantillon d’eau polluée avec 10 mL d’une solution de dichromate de potassium de concentration c = 5,0×10-3 mol/L.

On acidifie ensuite avec de l’acide sulfurique.

On constate qu’un volume V = 7.5 mL d’eau polluée est nécessaire pour que la couleur du mélange passe de l’orangée au vert : à ce moment, les quantités de matières des réactifs sont nulles, on a atteint l’avancement maximal.

a. Déterminer la quantité de matière initiale d’ions dichromate.

b. Remplissez le tableau d’avancement et déterminez la valeur de l’avancement maximal de la réaction au moment où le mélange est passé à la couleur verte.

c. Déduisez-en la quantité de matière en dioxyde de soufre et déterminez la concentration molaire de dioxyde de soufre de l’eau polluée.