DEVOIR DE CONTROLE N 1 Sciences physiques. Solution de sulfate de zinc. Solution de sulfate de cuivre. Bécher B

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1 Lycée oumt souk Djerba Prof :Berriche DEVIR DE CNTRLE N 1 Sciences physiques 3 ème Sc durée : h Le 10/11/011 Chimie( 9points) Eercice N 1 (3.75pts) Première Partie La solution de sulfate de cuivre est versée dans le bécher A, celle de sulfate de zinc est versée dans le bécher B. Deu échantillons de la barre métallique sont prélevés et décapés. Un échantillon est alors immergé dans chacune des solutions Solution de sulfate de cuivre ( Cu S ) Solution de sulfate de zinc ( Zn S ) Bécher A Bécher B Après quelques minutes, il est observé : dans le bécher A : la solution initialement bleue se décolore. L échantillon métallique se recouvre d un dépôt rouge de cuivre. dans le bécher B : il semble ne rien se passer. 1) En s aidant de l etrait suivant de la classification électrochimique des métau par pouvoir réducteur décroissant ci-dessous, Indiquer quel métal réagit avec l ion cuivre et ne réagit pas avec l ion zinc. Justifier la réponse. (A ; 0.5pt) Al Zn Fe Cu Ag P.R.D ) a-quels sont les couples oydant / réducteur intervenant dans le bécher A? (A ; 0.5pt) b-ecrire les demi-équations électroniques. (A ; 0.5pt) c-ecrire l équation bilan de la réaction d oydoréduction dans le bécher A. (A ; 0.5pt) 3) Prévoir s il se produit une réaction d oydoréduction lorsqu on place une lame de zinc dans une solution de sulfate de cuivre (II) ( Cu S ). Justifier la réponse. (A ; 0.5pt) Deuième Partie n verse dans un tube à essai de l acide chlorhydrique ( C ) sur un morceau d aluminium, il se dégage un gaz qui détone en présence d une flamme. Il s agit d une réaction d oydoréduction faisant intervenir les couples oydant / réducteur : Al 3+ / Al et /. n étudie la réaction d oydoréduction entre l aluminium Al et les ions hydronium 1) Rappeler la définition d une oydation et d une réduction. (A 1 ; 0. 5pt) ) Écrire la demi-équation de l oydation d aluminium en ion Al 3+. (A ; 0.5pt) 3) Écrire la demi-équation de la réduction des ions + en dihydrogène. (A ; 0.5pt) ) En déduire l équation bilan d oydoréduction entre l aluminium et les ions hydronium. (A ; 0.5pt) 1

2 Eercice N (5.5pts) n fait réagir en milieu acide une solution violette de permanganate de potassium ( K Mn ) de volume v 1 = 1 cm 3 et de concentration molaire c 1 = 0, mol.l -1, avec une solution incolore de dioyde de soufre S de volume V = 10 ml et de concentration molaire c =.10 - mol.l -1 forme des ions manganèse Mn + incolores et des ions sulfates chimique non équilibrée suivante : Mn + S +. 1) Déterminer le nombre d oydation (n.o) a- de l élément manganèse Mn dans Mn b- de l élément soufre S dans S et S Mn + et Mn. (A ; 0.5pt) S S +.. (A ; 0.5pt) incolores selon l équation ) Montrer, en utilisant les nombres d'oydation, que la réaction observée est une réaction d'oydoréduction. (A ; 0.5pt) 3) Parmi les réactifs quel est l oydant? le réducteur? Justifier. (A ; 0.5pt) ) a- Identifier les couples redo mis en jeu. (A ; 0.5pt) b- Ecrire l équation formelle associée à chacun de ces couples. (A ; 0.75pt) c- Ecrire l équation équilibrée de la réaction d oydoréduction. (A ; 0.5pt) 5) a- Calculer les quantités de matières initiales des réactifs mis en jeu. (A ; 0.5pt) b-vérifier que l ion Mn est le réactif limitant. (A ; 0.5pt) c-n suppose que la réaction est totale, déterminer la concentration molaire des ions S Physique( 11points) Eercice N 1 (5.5pts) Les figures ci-dessous représentent les lignes de champ de systèmes de deu charges électriques ponctuelles q A, q B placées en A et B (ne pas tenir compte de la droite verticale). 1) Donner la définition d une ligne de champ électrique. (A 1 ; 0.5pt) ) Préciser, en justifiant clairement votre réponse, le signe des charges q A et q B. Donner la nature (attractive ou répulsive) de la force entre les deu charges. (A ; 0.5pt) 3) a- Déterminer la valeur commune de la force d interaction électrique F entre deu charges Il se.(a ; 0.5pt) q A et q B. (A ; 0.5pt) b- Représenter sur la figure (1) de l annee la force F A B eercée par la charge q A sur q B et la force F B Aeercée par la charge q B sur q A à l échelle 1cm pour 80N. (A ; 0.5pt) ) Soit M, un point de l espace situé sur la droite verticale passant par A. a- Déterminer les valeurs des vecteurs champs électriques E A M et E B M crées respectivement par la charge q A et par la charge q B au point M. (A ; 1pt) b- Représenter les vecteurs E A M et E B M à l échelle 1cm pour 56, N.C -1 sur la figure (1) de l annee. (A ; 1pt) c- Représenter le vecteur champ électrique résultant E M crée par les charges q A et q B simultanément au point M sur la même figure (1) de l annee. En utilisant l échelle précédente, déterminer la valeur de E M. (A ; 0. 5pt)

3 Vue de dessus 5) Déterminer la valeur de la force F subie par une charge q = 10-9 C placée en M. (A ; 0.5pt) 6) Déterminer l abscisse d un point P situé sur l ae horizontal A pour lequel le vecteur champ électrique résultant E P crée par les deu charges q A et q B est nul. (A ; 0.5pt) Donnée : Constante de la loi de coulomb : K = S.I q 6 A.10 6 C ; q B.10 C ; AB = 3cm ; AM = cm ; BM = 5cm M Figure 1 Eercice N (5.5pts) La valeur de la composante horizontale mesurée à l aide d un teslamètre. B du champ magnétique terrestre est trop faible pour être n se propose de la déterminer de la manière suivante : on place une aiguille aimantée sur un pivot vertical au centre d un solénoïde long à spires non jointives comportant n= 00 spires par mètre. Le solénoïde est alors disposé horizontalement, et orienté pour que son ae soit perpendiculaire à celui de l aiguille aimantée. (figure ) n s 1) Epliquer la position prise par l aiguille quand il n y a pas de courant dans le solénoïde. (A ; 0.5pt) Figure 3

4 ) n alimente le solénoïde avec un courant d intensité I Voir (figure 3), il se crée au sein du solénoïde un champ magnétique de valeur B. n constate que l ae de S I l aiguille aimantée est dévié d un angle. Figure 3 Reproduire le schéma de la figure 3, dessiner et orienter 5 lignes de champ magnétique crée par le solénoïde et préciser ses faces Nord et Sud. (A ; 1pt) 3) Donner la direction et le sens du vecteur champ magnétique B S crée par le solénoïde au point. ) Sans tenir compte de l échelle, représenter sur la figure (3) de l annee l angle, l aiguille aimantée et les vecteurs champs magnétiques : de la superposition de B S et B ) au point. (A ; 1.5pt) (A ; 0.5pt) B, B S et B (vecteur champ magnétique résultant 5) Une étude epérimentale consiste à mesurer la valeur de la déviation α de l aiguille aimantée placée en, pour différentes valeurs de l intensité du courant I qui circule dans le solénoïde, les résultats obtenus ont permis de tracer la courbe ci- après. a) Déterminer l équation numérique de la courbe tgα = f(i). (A ; 0.5pt) tgα b) Donner une relation entre une fonction de l'angle α et les valeurs B S, B 30 5 des champs magnétiques considérés. (A ; 0.5pt) c) Rappeler l epression de la valeur de B S 0 15 en fonction de n et I. (A ; 0.5pt) 10 d) Déduire la valeur de la composante horizontale B du champ magnétique terrestre. (A ; 0.75pt) 5 0 0,5 1 1,5,5 3 I (A) Donnée : Perméabilité du vide : 0 = S.I.

5 Annee (à rendre avec la copie) Nom Prénom.Classe N.. M Figure 1 I Figure 3 5