DEVOIR SUR L OXYDORÉDUCTION

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Victorien Roberge
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1 DEVOIR SUR L OXYDORÉDUCTION 1 Quand on fait réagir un métal alcalin ou alcalino-terreux avec un halogène ou un chalcogène, il se forme un sel ou un oxyde solide. Pour chaque exemple envisagé ci-après, donner la demiéquation d oxydation, la demi équation de réduction, l équation d oxydoréduction, l agent réducteur, l agent oxydant, le réducteur oxydé et l oxydant réduit. (1 points) a) Sodium (s) et dichlore (g) b) Calcium (s) et difluor (g) c) Magnésium (s) et dichlore (g) d) Baryum (s) et dioxygène (g) e) Lithium (s) et difluor (g) f) Potassium (s) et soufre (s) ) En vous aidant du tableau donnant les potentiels de réduction, identifiez pour chaque question le couple qui conduira à une réaction spontanée, donner la demi-équation d oxydation, la demi équation de réduction, l équation d oxydoréduction, l agent réducteur, l agent oxydant, le réducteur oxydé et l oxydant réduit. (14 points) a) Pb (s) + Fe + ou Fe (s) + Pb + b) Co (s) + Ag + ou Ag(s) + Co + c) Ni (s) + Sn + ou Sn (s) + Ni + 3+ d) Br (L) + Cr (s) ou Br- + Cr 3) Au laboratoire, vous plongez des métaux dans des solutions ioniques. En vous aidant de l échelle des potentiels de réduction, dire s il se produira une réaction spontanée EN JUSTIFIANT VOTRE RÉPONSE, et, si tel est le cas, identifier l oxydant et le réducteur. (18 points) a) Cu(s) et CoCl b) Al (s) et NiCl

2 c) Pb(s) et BeCl d) Ba(s) et ZnCl e) SnS(s) et Ca Cl f) NaS et Cu Cl g) Al(s) et CuCl h) Co(s) et Ca Cl i) Mg(s) et Co Cl 4) Effectuer les calculs des nombres d oxydation dans les cas suivantsé (6 points) a) Nombre d oxydation du manganèse dans les composes suivants: MnCl KMnO 4, Mn O 7, Mn S 5. b) Nombre d oxydation du soufre dans les composés suivants : SO, H S, SO 3, H SO 4. c) Nombre d oxydation du titane dans les composés suivants : TiO, Ti(NO 3 ) 3,Ti (SO 4 ) 3, Ti(NO 3 ), TiSO 4. 5) Pour chaque équation chimique suivante, calculer les nombres d oxydation des différents éléments dans les réactifs et dans les produits. En déduire s il s agit d une réaction d oxydoréduction spontanée en justifiant votre réponse; si tel est le cas, donner la demiéquation d oxydation, la demi équation de réduction, l agent réducteur, l agent oxydant, le réducteur oxydé et l oxydant réduit. (9 points) a) Cu(s) + Ag(NO 3 ) > Cu(NO 3 ) + Ag (s) b) HCl + KOH > H O (L) + KCl c) C 4 H 10 (G) + O (g) ) > 8 CO (g) + 10 H O (g)

3 6) Une pile standard est déterminée, quand on connaît le couple rédox. Par exemple, pour le couple de métaux Ni-Zn, il faut déterminer si la réaction est spontanée avec Ni(s) + Zn + ou Zn(s) + Ni + En vous aidant du tableau des potentiels rédox, retrouver pour chaque couple de métaux la pile standard correspondante. Pour chaque pile, donner la demi-équation d oxydation, la demi-équation de réduction, l équation d oxydoréduction, l agent réducteur, l agent oxydant, le réducteur oxydé et l oxydant réduit, la notation de la pile et le potentiel de la pile. On pourra regrouper les résultats sur un tableau. (0 points) Demi-équation d oxydation Demi-équation de réduction Équation d oxydoréduction : Agent réducteur : Agent oxydant : Réducteur Oxydé : Oxydant réduit: Anode : Cathode : Notation de la pile : Potentiel de la pile : a) Ni-Zn b) Pb-Cu c) Mg-Zn d) Al-Co e) Mg-Co 7) Répondre aux questions suivantes se rapportant aux piles voltaiques. (8 points)

4 a) Calculez la masse d aluminium déposée dans une pile électrolytique en faisant circuler un courant de A pendant h dans une solution de AlCl 3. b) Calculez la masse de cuivre déposée dans une pile électrolytique quand 10 4 électrons traversent une solution de CuSO 4. c) Dans une pile électrolytique contenant une solution de AgNO 3, la masse d argent qui se dépose au bout de h est de 10,78 g. Quelle est l intensité du courant? d) Pendant combien de temps un courant électrique de 4 A doit-il traverser une pile électrolytique contenant une solution TilCl 4 pour que la masse de titane qui se dépose soit de 16,68 g? 8) Au laboratoire vous réalisez l'électrolyse du fluorure de baryum fondu (BaF). On supposera que les électrodes ne sont pas attaquées. (4points) a) Quels ions se trouvent dans le cristal de fluorure de baryum? b) Quels sont les phénomènes qui se produisent aux électrodes? c) Écrire l'équation qui représente le bilan de l'électrolyse du fluorure de baryum fondu. (s)? d) Quelle masse de baryum pourra-t-on obtenir en électrolysant complètement 15 g de fluorure de baryum?

5 ATELIER SUR L OXYDORDUCTION I) QUESTIONS SUR L ACTIVITÉ UEL # 10 1) On vous donne les couples rédox suivants : MnO - 4 Mn +, H 3 AsO 4 HAsO, + C 6 H 5 NO C 6 H 5 NH 3. (0 points) a) Quel est l élément dont le nombre d oxydation change? b) Écrire l équation de la demi réaction d oxydation. c) Écrire l équation de la demi réaction de réduction. d) Écrire l équation de la réaction d oxydoréduction. e) Donner la représentation symbolique de la pile correspondante. f) Calculer la différence de potentiel de la pile correspondante. ) Calculer les nombres d oxydation dans les cas suivants? (5 points) a) Br dans HBrO b) P dans H3PO3 - c) S dans SO 8 d) O dans OF 3) Écrire l équation de la demi réaction redox équilibrée dans les cas suivants, en introduisant les molécules H O, les ions H + et les e -. (10 points) a) MnO4 - MnO b) SO SO 4 C) H3PO 4 P 4) Écrire l équation de la réaction d oxydoréduction équilibrée dans les cas suivants. (10 points) a) Entre les deux couples redox MnO - 4 MnO et S O SO 4. a) Entre les deux couples redox MnO4 - MnO et H 3 PO 4 P. a) Entre les deux couples redox MnO4 - MnO et NO - 3 NH 3. II) QUESTIONS SUR LE LABORATOIRE 5) Définir dans vos mots les termes suivants: oxydation, réduction, agent oxydant, agent réducteur et oxydoréduction. (5 points)

6 6) On considère la pile Al-Au 3+. (5 points) a) Quelle est la réaction qui se produit à l anode? b) Quelle est la réaction qui se produit à la cathode? c) Quelle est la différence de potentiel de la pile? 7) En utilisant les potentiels normaux de réduction, calculer la différence de potentiel de chacune des piles suivantes: Zn-Cu +, Mg-Pb +, Al-Zn +, Mg-Pb + et Mg-Zn +. (5 points) 8) À quelle condition une solution contenant des cations C + peut-elle réagir sur les atomes d'un métal divalent (M)? Lorsque la réaction précédente est possible, écrire les différentes équations liées à ce phénomène: oxydation du métal, réduction du cation et oxydoréduction. (5 points) 9) Vous avez étudié expérimentalement les réactions possibles entre 5 métaux (Al, Cu, Fe, Mg et Zn) avec cinq solutions contenant les cations métalliques correspondants. (0 points) Pour chaque test positif, on vous demande : a) L équation d oxydoréduction. b) L agent oxydant. c) L agent réducteur. d) La représentation symbolique de la pile correspondante. e) La différence de potentiel de la pile correspondante.

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