RÉACTION ENTRE L ACIDE CHLOHYDRIQUE ET LE FER CORRIGES DES EXERCICES Exercice n 1 page 75 Pour vérifier que l'acide chlorhydrique contient des ions chlorure, on réalise un test au nitrate d'argent. Dans un tube à essai, on verse un peu d'acide chlorhydrique dilué. On ajoute quelques gouttes d'une solution de nitrate d'argent. Un précipité blanc apparait caractérisant ainsi les ions chlorure Cl -. Exercice n 2 page 75 Pour mettre en évidence la présence d'ions hydrogène dans l'acide chlorhydrique, on verse de l'acide chlorhydrique dilué dans un bécher. A l'aide d'un ph-mètre, on mesure le ph de la solution. Le ph est inférieur à 7, la solution est acide. L'acide chlorhydrique contient des ions hydrogène H +. Exercice n 3 page 75 Lorsque l'acide chlorhydrique entre en contact avec la paille de fer, il se produit une effervescence, du dihydrogène se dégage. Puis la solution devient verte et de la paille de fer disparaît. Exercice n 4 page 75 1- Lorsque l'acide chlorhydrique réagit sur le fer, on observe un dégagement gazeux de dihydrogène de formule H 2. 2 - En approchant une allumette de l'orifice du tube à essai quand le gaz se dégage, il se produit une légère détonation caractéristique de la combustion du dihydrogène. Exercice n 5 page 75 Une transformation chimique a eu lieu car du fer a disparu et il se forme une nouvelle espèce chimique : le dihydrogène. Le fer est un réactif et le dihydrogène un produit. Exercice n 6 page 75 Quand on fait réagir de l'acide chlorhydrique sur le fer : a - des ions hydrogène H + disparaissent ; b - des ions fer (II) Fe 2+ se forment ; c - les ions chlorure Cl - n'interviennent pas. 1
Exercices n 7 page 75 1 - Le symbole de l'atome de fer est Fe. 2 - La formule de l'ion fer (II) est Fe 2+. L'ion fer (II) provient d'un atome de fer qui a perdu deux électrons. Exercice n 8 page 75 Au cours de la réaction entre le fer et l'acide chlorhydrique, du gaz dihydrogène se dégage, les ions chlorure ne réagissent pas et des ions fer (II) se forment. Exercice n 9 page 75 1 - Les réactifs de cette transformation chimique sont le fer et l'acide chlorhydrique. 2 - Les produits de cette transformation chimique sont le dihydrogène et la solution de chlorure de fer (II). 3 - Le bilan de la réaction modélisant la transformation chimique s'écrit : fer + acide chlorhydrique dihydrogène + solution de chlorure de fer (II) Exercice n 10 page 76 Le volume de dihydrogène et la masse de zinc sont proportionnels. Soit v le volume de dihydrogène cherché. D'après les relations de proportionnalité : v x 0,65 = 240 x 3 d'où v = 1108 ml. Exercice n 11 page 76 Niveau rouge : 1 - A la fin de l'expérience, la solution est acide. 2 - Il reste de l'acide à la fin de l'expérience car le ph est inférieur à 7. 3 - Le réactif en excès est l'acide chlorhydrique. 4 - Le réactif qui a totalement réagi est l'acide chlorhydrique. 2
Niveau vert : 1 - Le ph de la solution à la fin de l'expérience est égal à 1,65. 2 - Au début de l'expérience, le ph était inférieur à cette valeur. Pendant la réaction, de l'acide est consommé donc le ph augmente. 3 - Il reste de l'acide à la fin de l'expérience car le ph est inférieur à 7. 4 - La réaction s'est arrêtée car le fer a totalement réagi. 5 - Le réactif en excès est l'acide chlorhydrique. Exercice n 12 page 77 1 - a - La quantité d'ions hydrogène diminue pendant la transformation chimique. b- Le ph de la solution augmente dans le tube. 2 - a - Des ions fer (II) se forment à partir des atomes de fer. b - On les met en évidence avec la soude, il se forme un précipité vert. 3 - Les ions chlorure ne réagissent pas. Exercice n 13 page 77 1 - Le classement des photos est : c, b, a, d ou bien c, b, d, a. 2-3
Exercice n 14 page 77 1 - Rémi peut utiliser du fer et de l'acide chlorhydrique. 2 - Matériel : un tube à essai, un tube à dégagement, un flacon et un cristallisoir. 3-4 - La technique expérimentale permettant de recueillir un gaz est le recueil par déplacement d'eau. Exercice n 15 page 77 1 - La conclusion de Léa n'est pas correcte car la réaction du fer avec l'acide chlorhydrique produit bien du dihydrogène. 2 - Le gaz s'est échappé du tube car les gaz diffusent dans l'air. 3 - Le dihydrogène produit par la transformation chimique se trouve dans toute la salle. Exercice n 16 page 77 1 - La valeur du ph au début de l'expérience est égale à 1,5. 2 - La valeur du ph au bout de 1500 s est égal à 3. 3 - Le ph au cours de la réaction entre le fer et l'acide chlorhydrique augmente car l'acide chlorhydrique disparaît en réagissant avec le fer. Exercice n 17 page 77 1 - Il trouble l'eau de chaux : le dioxyde de carbone. 2 - Il ravive la combustion d'une bûchette incandescente : le dioxygène. 3 - C'est un constituants abondant de l'air : le diazote. 4 - Elle se liquéfie en fines gouttelettes d'eau : la vapeur d'eau. 5 - Il provoque une détonation au contact d'une flamme : le dihydrogène. 4
Exercice n 18 page 78 1 - Cette boisson contient l'ion hydrogène H + car la solution est acide. 2 - Le fer doit être recouvert d'un vernis sinon, il réagirait avec l'acide et la boite se percerait. Exercice n 19 page 78 1 - L'acide chlorhydrique réagit avec le zinc et l'aluminium, il ne réagit pas avec le cuivre. 2 - Le gaz produit est du dihydrogène de formule H 2. 3 - a - L'acide chlorhydrique réagit avec le zinc qui disparaît ; il reste le cuivre rougeâtre. b - Ce produit ménager ne convient pas car il attaque les brûleurs. Exercice n 20 page 78 Expérience 1 : l'acide chlorhydrique est en excès. Expérience 2 : Le fer est en excès. Exercice n 21 page 78 1 - Le nom de l'acide gastrique est l'acide chlorhydrique. Il contient des ions hydrogène H + et chlorure Cl -. Son ph est compris entre 2 et 3. 2 - Il peut provoquer des brûlures et des ulcères. 3 - Des médicaments antiacides permettent de remédier à cette attaque. 4 - Pour vérifier le rôle du bicarbonate de sodium sur l'acidité dans l'estomac, on pourrait ajouter du bicarbonate de sodium dans de l'acide chlorhydrique et noter l'évolution du ph. Exercice n 22 page 78 1 - French words for iron ans rust are "fer" et "rouille". 2 - Hydrochloric acid can be used for the production of PVC plastic and for removing rust from iron. 3 - The chemical formula of hydrochloric acid ions are H + et Cl -. 5
Exercice n 23 page 79 1 - Rembrandt est associé aux peintres de l'époque baroque. 2 - Un artiste qui réalise des eaux-fortes est un aquafortiste. 3 - Le portrait d'un artiste par lui-même est un autoportrait. 4 - L'acide qui attaque le cuivre est l'acide nitrique. 5 - Le vernis résiste à l'attaque de l'acide. 6 - On ne pourrait pas faire une eau-forte avec de l'acide chlorhydrique car il ne réagit pas avec le cuivre. Exercice n 24 page 79 1 - Ce pictogramme signifie que la solution est corrosive. 2 - Les ions présents dans la solution sont des ions hydrogène H + et chlorure Cl - ; il y a aussi des molécules d'eau de formule H 2 O. 3 - La masse d'un litre de cette solution est : 1,16 x 1000 = 1160 g. 4 - La masse d'acide chlorhydrique contenu dans la bouteille d'un litre est égale à (33 x 1160) / 100 = 382,8 g. La masse d'eau contenue dans la solution est donc égale à : 1160-382,8 = 777,2 g. Exercice n 25 page 79 1- Le pictogramme de danger de l'acide chlorhydrique signifie que la solution est corrosive. 2 - Les quatre modes de transport de matières dangereuses sont : par la route, par les rails, par les fleuves et par les canalisations enterrées. 3 - Numéro d'identification de l'acide sulfurique contenant plus de 51 % d'acide : 1830. Numéro d'identification de l'acide sulfurique ne contenant pas plus de 51 % d'acide : 2796. 4 - On ne peut pas transporter l'acide chlorhydrique dans des citernes en acier car il attaque l'acier. 6
Exercice n 26 page 79 1 - Le dihydrogène provoque une détonation au contact d'une flamme. 2 - a - Le réactif toujours présent dans une combustion est le dioxygène. b - Les réactifs de la combustion du dihydrogène : dihydrogène et dioxygène. 3 - a - Le gaz qui gonflait ce zeppelin était du dihydrogène. b - Du dihydrogène a diffusé à travers le ballon et s'est enflammé au contact du dioxygène de l'air, la température s'étant élevée à cause des frottements. Exercice n 27 page 80 1 - La masse de fer qui réagit avec 10 cm 3 d'acide chlorhydrique est égale à 0,5 g. 2 - Le fer n'a pas complètement réagi. 3 - Il reste 1,5 g de fer. Exercice n 28 page 80 1 - On trouve de plus en plus de canettes en acier car c'est un métal moins cher que l'aluminium. 2 - Les canettes doivent être recyclées pour économiser l'énergie et les matières premières lors de la fabrications de l'acier et de l'aluminium. 3 - a - Le dégagement gazeux dont parle le texte est du dihydrogène. b - Il provoque une détonation au contact d'une flamme (voir schéma). 4 - a - En faisant réagir de l'acide chlorhydrique sur le fer, il se forme des ions fer (II) Fe 2+. b - Les ions fer (II) donnent un précipité vert en présence d'hydroxyde de sodium. 7