Exercice n.15 :
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N.B. : Nous utiliserons le tiret-bas (du 8 : _) pour indiquer un indice.
1) Les espèces chimiques présentes dans le tube à essais avant de réaliser la transformation sont :
— la paille de fer, de formule chimique Fe, à l'état solide,
— et l'acide chlorhydrique, de formule chimique (H⁺ + Cl⁻), à l'état liquide.
2) Pour comprendre les tests, reprenons le tableau donné en classe de 3e :
| Formule de l'ion || Cl⁻ | Cu²⁺ | Fe²⁺ | Fe³⁺ |
| Détecteur || Nitrate d'argent (Ag⁺ + NO⁻_3) | Soude * (Na⁺ + OH⁻) |
| Couleur du précipité || Blanc qui noircit à la lumière | Bleu | Vert | Rouille |
* ou hydroxyde de sodium
Après la transformation, les tests effectués sont :
— l'approche d'une flamme de l'entrée du tube à essais qui produit une légère détonation indiquant la présence de dihydrogène H_2 ;
— l'ajout d'une solution d'hydroxyde HO⁻ (aq) provoque la formation d'un précipité vert indiquant la présence d'ions Fe (II) Fe²⁺
— l'ajout d'une solution d'ions d'argent (I) Ag⁺ (aq) provoque la formation d'un précipité blanc qui noircit à la lumière indiquant la présence d'ions chlorure Cl⁻.
— l'augmentation du pH indique la disparition d'ions hydrogène (aq) responsables de l'acidité d'une solution.
3) Les réactifs sont :
— le fer de formule chimique Fe ;
— et l'acide chlorhydrique de formule chimique (H⁺ + Cl⁻).
Les produits sont :
— le dihydrogène de formule chimique H_2 ;
— et une solution de chlorure de Fer (II) de formule chimique (Fe²⁺ + 2 Cl⁻).
4) L'équation-bilan ajustée de la réaction est donc :
Fe + 2 (H⁺ + Cl⁻) → H_2 + (Fe²⁺ + 2 Cl⁻)
On trouve ainsi :
— dans les réactifs 1 atome de fer, 2 ions hydrogène (total deux charges positives) et 2 ions chlorure (total deux charges négatives équilibrant les charges positives) ;
— dans les produits 1 ion fer (total deux charges positives), 2 atomes d'hydrogène et 2 ions chlorure (total deux charges négatives compensant les charges positives).
La réaction est donc bien équilibrée.