Sujet 30La laine de fer et l’acide chlorhydrique30 min
Sujet inédit
Les transformations chimiques
Exercice
25 ptsDes élèves étudient durant une séance expérimentale l’action de l’acide chlorhydrique sur certains métaux. Ils suivent le protocole expérimental décrit dans le document 1.
Doc. 1Protocole d’étude de l’action de l’acide chlorhydrique sur le fer
Dans le tube à essais 1, on introduit une masse m = 2,0 g de paille de fer (contenant des atomes de fer Fe), puis un volume V = 5,0 mL d’une solution aqueuse d’acide chlorhydrique contenant des ions chlorure Cl– et hydrogène H+. Le pH de la solution d’acide chlorhydrique a pour valeur 1,0.
En approchant une flamme à l’entrée du tube à essais 1, une légère détonation se produit.
Une fois le dégagement gazeux terminé, la mesure du pH de la solution (à l’aide de papier pH) conduit à une valeur comprise entre 4 et 5. La solution restante est ensuite répartie dans deux tubes à essais :
– dans le premier tube à essais (tube 2), on ajoute une solution contenant des ions hydroxyde HO–. Il se forme un précipité vert ;
– dans le second tube à essais (tube 3), on ajoute une solution d’ions argent Ag+. Il se forme un précipité blanc qui noircit à la lumière.
Les diverses données nécessaires à la résolution de l’exercice sont indiquées dans le document 2 ci-dessous.
Doc. 2Tests caractéristiques de quelques ions en solution
Réactif utilisé pour le test caractéristique | Résultat positif en présence d’ions Fe2+ | Résultat positif en présence d’ions Cl– |
Ions hydroxyde (HO–) | Précipité vert | |
Ions argent (Ag+) | Précipité blanc qui noircit à la lumière |
1 Après la lecture des documents 1 et 2, pour chacune des affirmations suivantes, cocher la (ou les) bonne(s) réponse(s) :
a. Il se produit dans le tube à essais 1 :
□ un changement d’état
□ une transformation chimique
b. Une solution acide possède un pH :
□ plus petit que 7
□ plus grand que 7
□ égal à 7
c. Si le pH d’une solution est égal à 5, la solution contient plus :
□ d’ions HO– que d’ions H+
□ d’ions H+ que d’ions HO–
d. Le gaz identifié par la détonation légère est du :
□ dioxygène
□ dihydrogène
e. Un précipité dans l’eau est une espèce :
□ liquide non miscible avec l’eau
□ solide en suspension dans l’eau
2 a. Quels sont les ions identifiés grâce aux tests caractéristiques ? Justifier la réponse.
b. Ces ions étaient-ils présents dans la paille de fer et dans la solution d’acide chlorhydrique ? Que pouvez-vous en déduire ?
3 Comment évoluent les quantités d’ions HO– et H3O+ entre la solution initiale et la solution à la fin du dégagement gazeux ? Justifier la réponse.
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