Exercices supplémentaires

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1 Exercices supplémentaires Nombre d atomes, de molécules ou. 1. Combien de molécules de KCl trouve-t-on dans 0.1 mol de KCl 2. Y a-t-il plus de molécules dans 0.01 mol d eau ou 0.1 mol d oxygène moléculaire? Nombre de moles 3. La population de la terre est de 7 milliards de personnes. Combien de moles cela faitil? 4. Un échantillon de vitamine C contient atomes d oxygène. Combien de moles d atomes d oxygène contient-elle? 5. Calculer le nombre de moles de a) atome de chlore-35 b) 2.22 g de cuivre, c) g d hélium 6. Calculer le nombre de moles de a) molécules dans 600 g de Na 2 SO 4 b) ions Cl - dans 5.4 mol de FeCl 3 c) ions Ag + dans 2 g de AgCl. 7. Un composé X 2 O 3 contient 31,58 % en masse d oxygène. a) Calculez la masse molaire atomique ( X ) de l élément X. b) De quel élément s agit-il? 8. La masse molaire de la fluorescéine est de 335 (g/mol). Sachant que la fluorescéine a une composition en masse suivante : 71,64 % de carbone et 4,48 % d'hydrogène et le reste en oxygène. Déterminez sa formule brute. Volume molaire 9. Complétez le tableau suivant :(On exprimera m et V dans l unité qui semblera la mieux adaptée) Corps gazeux m n (mol) V(C.N.T.P) Cl 2 1,4 g S 8 5, C 2 H g H 2 SO 4 1 m Calculer la masse et le volume (C.N.T.P) de 50 moles de gaz ammoniac (NH 3 ).

2 Les réactions chimiques 11. Soit la réaction suivante : Al (s) + Cl 2(g) AlCl 3(s). a) Equilibrez cette équation. b) Quel volume (aux C.N.T.P) de gaz chlore doit-on faire réagir avec 324 (g) d aluminium? 12. On verse une solution d'acide sulfurique dilué sur 15 g d'un mélange de cuivre et de fer en poudre. Cette solution d'acide attaque le fer pour former le sulfate de fer (II) et du gaz hydrogène, mais ne réagit pas avec le cuivre. a) Ecrivez l'équation équilibrée de la réaction. b) Le volume de gaz hydrogène dégagé dans les conditions normales de température et de pression est de 4,48 dm 3. Calculez la masse de chaque métal qui constitue le mélange. c) Calculer les proportions de chaque métal dans ce mélange. 13. a) Equilibrer l'équation : AgNO 3 + NaCl AgCl + NaNO 3 b) Si la solution primitive contient 2 g de nitrate d'argent, - quelle masse de chlorure d'argent obtiendra-t-on? - quelle sera la masse de chlorure de sodium nécessaire à la précipitation complète de l'argent? 14. a) Equilibrer l'équation : acl 2 + K 2 CrO 4 acro 4 + KCl b) Quelle masse de chlorure de baryum et quelle masse de chromate de potassium faut-il faire réagir si l'on veut préparer 100 g de chromate de baryum (jaune d'outremer)? Titre et molarité 15. Quel est le titre respectivement la molarité d une solution 5,5 % massique en phosphate de calcium. On considère la masse volumique de la solution égale à 1 g/cm Quelle masse de NaOH faut-il dissoudre dans 250 [ml] d'eau pour obtenir une solution 10-1? 17. On a demandé à un garçon de laboratoire de préparer les solutions suivantes : i) 1,63 de Na 2 CO 3 anhydre (aq) dilué à 200 ml ii) 6,29 g de chlorure de calcium anhydre dissout dans l eau et dilué à 750 ml Calculer la molarité des 2 solutions 18. L'organisme utilise en petites quantités divers éléments métalliques appelés oligoéléments tels que le cuivre, l'or, le magnésium, l'argent. En cas de maladie, il est parfois nécessaire de compenser certaines carences en absorbant des préparations contenant ces éléments sous forme ionique. Une ampoule buvable d'oligosol de 2 ml d'une solution de gluconate de cuivre Cu(C 6 H 11 O 7 ) 2 contient 0,45 mg de ions cuivre(ii) La chimie quantitative exercices supplémentaires 2

3 a) Calculer le titre en gluconate de cuivre de l'ampoule d'oligosol. b) Calculer la concentration molaire en ions cuivre(ii) c) Quelle masse en de gluconate de cuivre (Cu(C 6 H 11 O 7 ) 2 ) faut-il pour fabriquer 50 ampoules d'oligosol? 2DF/2OS 19. Vos examens réussis, vous êtes maintenant devenu responsable de la préparation de sérum physiologique dans un laboratoire. Quelle masse d eau, en grammes, vous faut-il ajouter à 100 [g] de chlorure de sodium de façon à obtenir un sérum physiologique à 0.9%(fraction massique)? 20. La protéine la plus abondante dans le plasma sanguin est l'albumine (masse molaire =70000 [g/mol].) Dilution a) Si son titre dans le sang est de 40.4 [g/l], quelle est sa concentration? b) Sachant que le volume sanguin est de 5[l], Calculez la masse de cette protéine circulant dans le sang (en mg). 21. On ajoute 50 [ml] d'eau à 10 [ml] d'une solution de H 3 PO 4 à 4,9 [g/l]. Calculer la molarité de la solution ainsi obtenue. 22. A 40 ml d H 2 SO 4 0,15 on ajoute de l eau pour obtenir une solution 0,08. Quel volume d eau a-t-on ajouté? 23. On ajoute 3,6 litres d eau à 800 ml d une solution de LiOH, afin d obtenir une solution 0,2. Quelle était la concentration de la solution de LiOH initiale? 24. On dispose de 0,72 litre de CuSO 4 5, Déterminer le volume d eau à ajouter pour obtenir une solution Les dosages 25. Pour neutraliser 100 ml d'une solution d'hno 3, il a fallu 38 ml d'une solution de LiOH contenant 1,2 mg/ml. a) Calculer la molarité de la solution acide. b) Déterminer la masse d acide ayant réagi, ainsi que la quantité de sel et d'eau formée. 26. Soit la réaction: 3 NaOH + H 3 PO 4 Na 3 PO H 2 O Pour neutraliser 20 [ml] de NaOH en solution, il faut 22,8 [ml] de H 3 PO 4 /6. a) Calculer la molarité et le titre de la solution de NaOH. b) Quelle est la masse de NaOH contenue dans 100 [ml] de solution? 27. Du vinaigre «blanc» peut être fait en préparant une solution d acide acétique (C 2 H 4 O 2 ) à 5% dans de l eau (composition en masse). a) De quelle masse d acide acétique pur auriez-vous besoin pour préparer 500[g] d une telle solution? b) Quel volume de NaOH (aq) 1,3 a-t-on besoin pour neutraliser les 500 g de solution. ρ solution = 1 g/cm 3 La chimie quantitative exercices supplémentaires 3

4 28. Quelle est la concentration molaire d une solution de NaOH si 32.5 [ml] de cette solution est neutralisée par exactement 14.2 [ml] d acide sulfurique de concentration [mol/l]? Correction 1. olécules de KCl : 0.1 mol = molécules mol d oxygène moléculaire 3. oles de personnes = / = mol 4. oles d oxygène = / = 4.28 mol 5. a) / = mol = mol b) 2.22 /63.5 = mol c) / 4 = mol 6. a) (Na 2 SO 4 ) = 142 g/mol; 600/142 = 4.23 mol b) = 16.2 mol c) (AgCl)=143.5 g/mol ; n(agcl)= n(ag + )=2/143.5 = mol 7. a) Calcul de O X 2 3 : 0 X = O 3 % de X = = % X Calcul de X : = x = O b) Le chrome 12 x Nombre de C : = X = = X O 2 3 = =152 g/mol X 2 1 x 100 Nombre de H : = X = 335 % d oxygène : = % 16 x 100 Nombre de O : = X = = 52 g/mol = C =15 15 H = 5 5 O Formule brute = C 20 H 15 O 5 Corps gazeux n (mol) V(C.N.T.P) Cl 2 1,4 g l S , l C 2 H g ml H 2 SO kg 44.6 mol 1 m3= 1000 l 10. Volume : = 1'120 l ; asse: (NH 3 ) = 17 g/mol ; m = =850 g La chimie quantitative exercices supplémentaires 4

5 11. A) 2 Al (s) + 3 Cl 2(g) 2 AlCl 3(s) ) oles d Al : 27 g 324 g = x= 12 mol oles de chlore pour faire réagir les 324 g d Al : 2 mol d' Al 12 mol d' Al = x = 18 mol 3 mol de chlore x mol de chlore Volume de chlore : 12. a) Fe + H 2 SO 4 FeSO 4 + H l x l = x = l 1 mol 18 mol b) Volume d hydrogène = 4.48 dm 3 = 4.48 l 22.4 l l oles d hydrogène gazeux : = x = 0.2 mol Selon l équation : moles de H 2 = mole de Fe = 0.2 mol asse de Fe : 56 g x g = x = 11.2 g 1 mol 0.2 mol asse de Cu : = 3.8 g c) % de Fe : x g 11.2 g = x = g % 100 g 15 g % de Cu : = % ou x g 100 g 3.8 g = x = g 15 g 13. a) AgNO 3 + NaCl AgCl + NaNO 3 b) oles de AgNO 3 : (AgNO 3 ) = 170 g/mol ; n(agno 3 ) = 2/170 = mol. oles de AgCl = moles de AgNO 3 = moles de NaCl = mol asse de AgCl : (AgCl) = g/mol ; m(agcl) = =1.69 g oles de NaCl : m(nacl) = 58.5 g/mol ; m(nacl) = = 0.69 g Réponses : 1.69 g de chlorure d argent et 0.96 g de chlorure de sodium 14. acl 2 + K 2 CrO 4 acro KCl oles de acro 4 :(acro 4 )= 253 g/mol ; n(acro 4 ) = 100/253 =0.395 mol oles de acro 4 = moles de acl 2 = moles de K 2 CrO 4 = mol asse de K 2 CrO 4 : (K 2 CrO 4 ) =194 g/mol ; m(k 2 CrO 4 ) = = g asse de acl 2 : (acl 2 ) = 208 g/mol ; m(acl 2 ) = = g Réponses : g de K 2 CrO 4 et g de acl ρ= 1 g/ml ; Volume de 100 g de solution = m/ρ= 100/1 = 100 ml ; 1l =1000 ml La chimie quantitative exercices supplémentaires 5

6 Titre: g de g 5.5 g = = x g solution 100 ml de solution 1000 ml x = 55 g ; Réponse : 55 g/l olarité : (Ca 3 (PO 4 ) 2 )=310 g/mol ; t = C C = t = 55 / 310 = g/l 16. oles de NaOH dans 250 ml: 250 ml =0.25 l ;10-1 = 0.1 ; n= = mol asse de NaOH: (NaOH) =40 g/mol ; n(naoh) = = 1 g ; Réponse : 1 g 106 g g 17. i) oles de Na 2 CO 3 : (Na 2 CO 3 )=106 g/mol; = ; x = mol olarité: 200 ml=0.2 l; [Na 2 CO 3 ] = /0.2 = mol/l ii) oles de CaCl 2 : (CaCl 2 )=111 g/mol; n(cacl 2 ) = 6.29/ 111= mol olarité: 750 ml=0.75 l ; [CaCl 2 ] /0.75 = mol/l 18. a) asse de gluconate de cuivre dans 2 ml : (Cu(C 6 H 11 O 7 ) 2 )= g/mol; (Cu)=63.5 g/mol ; 0.45 mg = g g x g = x= g; 63.5 g / mol g / mol Titre: 2 ml = l ; / = 1.61 g/l b) oles de ions cuivre : n(cu) = /63.5 = mol Concentration= / = mol/l c) g 50 = g ; Réponse :0.161 g 19. asse d eau pour 100 g de solution = = 99.1 g asse d eau pour 100 de NaCl : g de NaCl 100 g de NaCl = x= 11'011,11 g de solution x de solution 20. a) olarité: t = C C = t ; C = 40.4/70'000 = mol/l Réponse: mol/l 5 b) asse = = 202 g = mg 21. [H 3 PO 4 ] : (H 3 PO 4 ) = 98 g/mol ; n(h 3 PO 4 ) = 4.9/98 =0.05 ml ; [H 3 PO 4 ]=0.05 mol/l [H 3 PO 4 ] après dilution : C 1 =0.05 mol/l; V 1 =10 ml; V 2 =50+10=60 ml ; C 2 =C 1. V 1 / V 2 = /60 = mol/l ; Réponse : mol/l 22. Volume final: C 1 =0.15 mol/l; V 1 =40 ml; C 2 = 0.08; V 2 =C 1. V 1 / C 2 = /0.08 = 75 ml Volume d eau ajoutée = = 35 ml; Réponse: 35 ml 23. [LiOH] avant dilution : 800 ml = 0.8 l ; V 1 = 0.8 l; C 2 =0.2 mol/l; V 2 = = 4.4 l ; C 1 =C 2. V 2 / V 1 = /0.8 = 1.1 mol/l ; Réponse : 1.1 mol/l 24. Volume final: C 1 = mol/l; V 1 = 0.72 l; C 2 =10-3 mol/l ; V 2 =C 1. V 1 / C 2 = /10-3 = 14.4 l Volume d eau ajoutée = = l; Réponse: l La chimie quantitative exercices supplémentaires 6

7 25. Equation : LiOH + HNO 3 LiNO 3 + H 2 O a) Transformations d unités : 100 ml = 0.1 l ; 38 ml = l ; 1.2 mg/ml = 1.2 g/l [LiOH] : (LiOH) = 24 g/mol ; n(lioh) = 1.2/24=0.05 mol ; [LiOH] = 0.05 mol/l Ca. Va = Cb. Vb Ca = Cb. Vb/Va = /0.1 = mol/l b) oles d acide dans les 100 ml = = mol. asse de HNO 3 : (HNO 3 ) = 63 g/mol, m(hno 3 ) = = g Selon l équation: n(hno 3 ) = n(lino 3 ) = n(h 2 O) = mol asse LiNO 3 (sel) : (LiNO 3 ) = 69 g/mol ; m(lino 3 )= = g asse d eau : (H 2 O) = 18 g/mol ; m(h 2 O)= = 0.09 g 26. Equation : 3 NaOH + H 3 PO 4 Na 3 PO H 2 O 27. a) a) [NaOH]: V = 20 ml = 0.02 l; b = 3; a = 1; V A = 22.8 ml = l; C A =1/6 mol/l 1 b CA V A b C A VA = a C V C = = 6 = a V mol/l 2DF/2OS Titre de NaOH : (NaOH) = 40 g/mol ; m(naoh)= =22.8 g ; titre = 22.8 g/l b) asse de NaOH dans 100 ml : 100 ml = 0.1 l ; m(naoh) = = 2.28 g Réponse : 2.28 g 5 g x g = x = 25 g ; réponse : 25 g 100 g de solution 500 g de solution b) Formule : C 1 V 1 =C 2 V 2 ; C 1 =1.3 ; V 1 = inconnu ; C 2 et V 2 doivent être calculé, Calcul de V 2 : ρ solution = 1 g/cm 3 et donc 500 g = 500 cm 3 = 0.5 dm 3 = 0.5 l Calcul de C 2 : oles d acide : acide = 60 g/mol ; Concentration de l acide : Volume de NaOH: V C V = = C1 mol l 60 g 25 g = x = 0.42 mol x mol = x = 0.84 mol ; olarité= 0.84 mol/l 1 l = 0.32 l; réponse:0.32 l Equation équilibrée: 2 NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 O V = 32.5 ml= l; V A = 14.2 ml = l ; C A = mol/l ; a = 1 ; b = 2 2 b CA VA b C A VA = a C V C = = = mol/l a V Réponse= mol/l La chimie quantitative exercices supplémentaires 7

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