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1 5 Questions de type examen Choix multiple Choisis la réponse qui complète le mieux l énoncé ou qui répond le mieux à la question. Scénario 5. Le traitement de l or Une méthode permettant d extraire de l or de certaines roches consiste à faire passer de l air et une solution aqueuse de cyanure de sodium, NaCN(aq), à travers les roches concassées. L or se dissout alors selon l équation de réaction suivante : 2 Au(s) 4 NaCN(aq) O 2 (g) 2H 2 O(l) 2 NaAu(CN) 2 (aq) H 2 O 2 (aq) 2 NaOH(aq) L or métallique est ensuite extrait de la solution selon l équation de réaction suivante : Zn(s) 2 NaAu(CN) 2 (aq) 2 Au(s) Na 2 Zn(CN) 4 (aq) Par le passé, les entreprises rejetaient le Na 2 Zn(CN) 4 (aq) dans les rivières et les ruisseaux après dilution des produits chimiques afin de respecter les normes environnementales. Ces produits chimiques étaient encore très dangereux pour les écosystèmes, car les ions cyanure interfèrent dans les processus métaboliques des animaux. Des techniques plus récentes permettent de retirer les ions cyanure à l aide d organismes biologiques, telle la bactérie Pseudomonas paucimobilis, qui consomme l ion cyanure par un processus appelé «bio-oxydation». Ce traitement est rentable et très efficace. Les équations suivantes décrivent les réactions qui ont lieu dans la bactérie : CN 2 (aq) 2 O 2 (g) OCN2 (aq) OCN 2 (aq) 3 H 2 O(l) NH 4 HCO 3 (aq) OH 2 (aq) Réponds à la question suivante à l aide du scénario 5.. Un chimiste teste la solution dissoute après la première réaction. Il trouve que 50,0 ml de NaAu(CN) 2 (aq) ont une concentration de quantité de 0,50 mol/l. La masse du NaAu(CN) 2 (aq) combinée à l échantillon était : a) de 3,69 g b) de 4,08 g c) de,84 g d) 2,04 g Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 5

2 2 Réponds à la question suivante à l aide du scénario 5.. Si un chimiste trouve que la concentration de quantité du NaAu(CN) 2 (aq) est de 0,50 mol/l, la concentration en ions cyanure, CN 2 (aq), est : a) de 0,075 mol/l b) de 0,50 mol/l c) de 0,300 mol/l d) de 0,450 mol/l 3 Réponds à la question suivante à l aide du scénario 5.. Si une technicienne de laboratoire d une entreprise d extraction doit diluer 5000 L de NaAu(CN) 2 (aq) à 0,0240 mol/l en 0, mol/l avant de l envoyer dans un bassin de décantation, le volume total de la solution transférée dans le bassin serait : a) de, L b) de 2, L c) d) de 0,020 L de 0,0240 L Réponses numériques 4 Réponds à la question suivante à l aide du scénario 5.. La concentration en ions cyanure dans une solution de Na 2 Zn(CN) 4 (aq) à 0,450 mol/l est de mol/l.,80 5 Réponds à la question suivante à l aide du scénario 5.. La concentration maximale acceptable de cyanure dans l eau potable canadienne est de 0,200 ppm. La masse maximale d ions cyanure dans 250 L de solution est de mg. 50,0 Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 5 2

3 Problèmes à résoudre 6 Détermine la concentration de quantité d ions produits quand chacun des solutés suivants se dissout dans l eau : a) 6,60 g de phosphate de lithium sont dissous pour produire 300,0 ml de solution. b) 4,99 g de sulfate d aluminium sont dissous pour produire 250,0 ml de solution. a) Li 3 PO 4 (aq) 3 Li (aq) PO (aq) n Li3 PO 4 5 6,60 g 3 mol 5 0,0570 mol 5,79 g Li 3 PO 4 (aq) 5 0,0570 mol 0,300 L 5 0,90 mol/l Li (aq) 5 0,90 mol/l ,570 mol/l PO (aq) 5 0,90 mol/l 3 5 0,90 mol/l La concentration de la quantité en ions lithium est de 0,570 mol/l, et la concentration de la quantité en ions phosphate est de 0,90 mol/l. b) Al 2 (SO 4 ) 3 (aq) 2 Al 3 (aq) 3 SO (aq) n Al2 (SO 4 ) 3 5 4,99 g 3 Al 2 (SO 4 ) 3 (aq) 5 mol 5 0,0458 mol 342,7 g 0,0458 mol 0,250 L 5 0,05833 mol/l Al 3 (aq) 5 0,05833 mol/l ,7 mol/l SO (aq) 5 0,05833 mol/l ,75 mol/l La concentration de la quantité en ions aluminium est de 0,7 mol/l, et la concentration de la quantité en ions sulfate est de 0,75 mol/l. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 5 3

4 7 Un élève dispose de quatre solutions dépourvues d étiquette. Chaque solution est testée avec du papier de tournesol rouge et bleu et avec un conductimètre. Les observations sont inscrites dans le tableau suivant. Échantillon Papier de tournesol rouge Papier de tournesol bleu Conductivité rouge bleu faible 2 rouge bleu élevée 3 bleu bleu élevée 4 rouge rouge élevée En fonction des observations de l élève, détermine quel échantillon est l éthanol, l hydroxyde de potassium, l acide acétique et le nitrate de sodium. Selon les observations, l échantillon est l éthanol, l échantillon 2 est le nitrate de sodium, l échantillon 3 est l hydroxyde de potassium et l échantillon 4 est l acide acétique. Réponses longues 8 Explique comment l iode moléculaire, I 2 (s), et l iode moléculaire radioactif, I 2 (s)*, peuvent être utilisés pour vérifier le concept d équilibre dynamique. On ajoute l iode moléculaire solide à un échantillon d eau distillée dans une éprouvette pour obtenir une solution saturée. La solution devient saturée lorsqu elle est laissée pendant plusieurs heures et que de l iode solide reste au fond. Une petite quantité d iode radioactif peut alors être ajoutée à la solution saturée. Un test de radioactivité (à l aide d un compteur Geiger-Müller) effectué immédiatement indiquerait que la radioactivité provient uniquement du solide déposé au fond de l éprouvette. Après plusieurs heures, la quantité d iode solide au fond de l éprouvette serait la même, mais le solide au fond de l éprouvette ainsi que la solution contiendraient de l iode radioactif. Cet exemple montre que même si une solution saturée ne peut plus dissoudre d iode, de l iode radioactif se dissout encore. Ces observations expérimentales montrent la dissolution et la cristallisation simultanées de molécules d iode dans la solution saturée. Cette notion est la base de la théorie de l équilibre dynamique. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 5 4

5 9 L acide nitrique est un acide fort potentiellement dangereux qui doit être manipulé avec précaution. Une technicienne de laboratoire doit diluer une quantité suffisante de solution témoin d acide nitrique à 5,4 mol/l pour produire,50 L d une solution à 0,220 mol/l. a) Calcule le volume d acide nitrique concentré dont elle a besoin. b) Calcule le volume d eau distillée avec lequel l acide concentré doit être mélangé. c) Décris la procédure que la technicienne de laboratoire doit suivre pour diluer un acide à cette concentration. Justifie les étapes. a) c i 5 5,4 mol/l V i 5? c f 5 0,220 mol/l V f 5,50 L c i V i 5 c f V f V i 5 c f V f c i 5 0,220 mol/l 3,50 L 5,4 mol/l 5 0,024 L 5 2,4 ml Le volume d acide nitrique concentré nécessaire est de 2,4 ml. b),50 L 2 0,024 L 5,48 L Le volume d eau distillée nécessaire est de,48 L. c) Toutes les personnes qui travaillent dans un laboratoire doivent porter des lunettes, des gants et un tablier de protection lorsqu elles manipulent des concentrés, car ceux-ci sont très corrosifs. Pour diluer l acide concentré, la technicienne de laboratoire doit d abord verser presque toute l eau distillée, mais pas entièrement, dans une fiole jaugée de,50 L. Elle doit ensuite ajouter lentement l acide concentré à l eau tout en remuant. Finalement, le reste de l eau est ajouté jusqu à la marque de la fiole jaugée. Cette méthode se justifie par le caractère très exothermique de la dilution d acides concentrés. Ajouter une petite quantité d eau à un acide concentré provoquerait l augmentation rapide de la température de la solution, ce qui pourrait faire déborder l acide fort du récipient. Ajouter l acide à l eau, en revanche, dilue l acide, et la grande quantité d eau absorbe l énergie produite par la réaction de dilution. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 5 5

6 0 Même si l eau pure est une substance moléculaire qui conduit très peu l électricité, explique pourquoi tu dois faire particulièrement attention quand tu utilises du matériel électrique près de l eau. L eau est un très bon solvant et peut facilement dissoudre les gaz de l air ou des électrolytes, tel le sel de table, dans l environnement. Si l eau contient ces électrolytes, elle conduit l électricité du matériel électrique à travers elle-même et dans la tuyauterie métallique. L électricité peut également traverser un corps qui contient aussi des électrolytes, et causer des brûlures et des contractions musculaires, ce qui peut même arrêter le cœur. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. chapitre 5 6

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