zeynvbsane8
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Bonsoir vous pouvez m'aider svp. Exercice :Une masse m=7g de poudre de fer sont versés dans un volume V= 50ml d'une solution de chlorure d'hydrogène de concentration C=3mol/L. 1) Ecrire l'équation bilan de la réaction qui se produit 2) Le fer est-il en excès? Si oui, déterminer la masse restante du métal 3) quelle est la nature du gaz formé? Comment le mettre en évidence ou le caractériser? Déterminer son volume 4) Calculer la masse de chlorure de fer formée

Sagot :

kei2005

Réponse :

QUESTION 1)

Equation bilan

Fe(s) + 2HCl (aq) +  → FeCl2 (aq) + H2(g)

♪ Cependant tu remarques que l'ion chlorure est en même quantité à l'état initial EI et final Ef , c'est donc une espèce spectatrice. On établit ainsi une nouvelle équation  :

  • Fe(s) + 2H+ (aq)  → Fe2+(aq) + H2(g)

QUESTION 2)

1. Le fer est-il en excès ?

Pour que le fer Fe soit en excès il faut que la quantité de matière n de chaque composant ne soit pas apportée en quantité stoechiométrique, et que celle du fer soit supérieur à l'autre réactif  soit : nHCl/2 < n(Fe)  

♪ Sachant que le fer a une masse molaire M de 56 g/mol on établit la relation:

M = m/n ⇔ n = m/M

  • n(Fe) = 7,0/56,0
  • n(Fe) ≈ 1,3 x 10^-1 mol

♪ Sachant que la concentration en chlorure de sodium est de 3 mol/L dans une solution de 50 ml soit 0,05 L on établit la relation :

C = n/V ⇔ n = C x V

  • n(HCl) = 3,0 x 0,050  
  • n(HCl) = 1,5 x 10^-1 mol

On compare :

♪ si nH+/2 < nFe  alors le fer est en excès

  • 1,5 x 10^-1 mol/2 < 1,3 x 10^-1 mol

Donc le Fer est en excès.

2.  Déterminer la masse restante du métal :

en supposant que la réaction soit totale, pour t'aider tu peux établir un tableau d'avancement, mais tu peux aussi le faire par calcul tout simplement, de sorte que :

♪ Comment trouver l'avancement X, sachant que le chlorure d'hydrogène est le réactif limitant ?

ni(HCl)+ - 2x = 0

  • 1,5 x 10^-1 - 2x = 0
  • 2x = 1,5 x 10^-1
  • x = 7,5 x 10^-2 mol

♪ Comment trouver l'excèdent de Fer ?

nf(fer) = ni(fer) - x

  • nf(fer) = 1,3 x 10^-1 - 7,5 x 10^-2
  • nf(fer) = 5,5 x 10^-2 mol

m = M x n

  • mfer = 5,5 x 10^-2 x 56
  • mfer = 3,08 g

QUESTION 3)

Le gaz formé est le dihydrogène H2, on peut l'identifier facilement grâce au test à l'hydrogène lors de la détonation (voir photo)

 2)

  • nH2 = X
  • nH2 = 7,5 x 10^-2 mol

On sait que le volume molaire d'un gaz est de 24,5 L/mol (à pression atmosphérique et à 25°C)  soit:

Vm = V/n donc V = Vm x n

  • V = 24,5 x 7,5 x 10^-2
  • V = 1.8375 L

QUESTION 4)

♪ Il s'agit d'abord de déterminer la quantité de matière formée  

  • nf(FeCl2) = X
  • nf(FeCl2) = 7,5 x 10^-2 mol

♪ On calcule ensuite la masse molaire M du chlorure de fer II

M(FeCl2) = M(Fe) + 2 x M(Cl2)

  • M(FeCl2) = 55,8 + 2 x 35,5
  • M(FeCl2) = 126,8 g/mol

♪ Et on trouve la masse m :

m = M x n

  • m(FeCl2) = 7,50 x 10^-2 x 126,8
  • m(FeCl2) = 9,51 g
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