Aurélie nov 2001

devoir chimie en première S

Fe2O3 +CO

CaC2 + H2O

Zn + Ag+.

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On isole le fer à partir d'un minerai appele hématite,de formule Fe2O3 ; pour cela,on fait réagir le minerai avec du monoxyde de carbone et on recupère du dioxyde de carbone.

  1. Ecrire la réaction stoéchiométrique .
  2. Combien de kilogrammes de fer peut on obtenir à partir d'une tonne de minerai ?
  3. Combien de kilogrammes de monoxyde de carbone utilisera-t-on pour cela?

masse molaire (g/mol) : Fe=56 ; C=12 ; O=16

 

corrigé
Fe2O3 + 3 CO donne 2 Fe + 3 CO2

masse molaire Fe2O3 : 160 g/mol

1000 000 /160 = 6250 mol d'oxyde de fer
3 CO
+ Fe2O3
--> 3 CO2
2 Fe
initial
n mol
6250 mol
0
0
en cours
n -3 x
6250 - x
3 x
2 x
final
0
0
3*6250 = 18750 mol
2*6250 = 12500 mol
A la fin les réactifs ont disparu :

6250 - xmax = 0 donne xmax = 6250 mol

masse de fer (g) : masse molaire (g/mol) fois qté de matière (mol)

56*12500 = 700 kg de fer

masse molaire CO : 12+16 = 28g/mol

masse de CO :

18750*28 =0,525 t . 


Le carbure de calcium CaC2 réagit avec l'eau pour donner l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 et de l'acetylene C2H2.

  1. Combien de grammes d'acetylène obtiendra-t-on en faisant reagir 100g de carbure de calcium avec 100g d'eau ?
  2. Combien restera-t-il de grammes du réactif en excès ?

Ca = 40 ; O=16 ; H = 1 ; C =12 g/mol. 
..
..
CaC2 + 2H2O donne Ca(OH)2 + C2H2

quantité de matière (initiale) :

masse molaire carbure de calcium : 40+2*12 = 64 g/mol

100 / 64 =1,562 mol carbure

100 / 18 = 5,55 mol eau


CaC2
+ 2 H2O
--> Ca(OH)2
C2H2
initial
1,562 mol
5,555 mol
0
0
en cours
1,562 - x
5,555 -2 x
x
x
final
0
5,555 -2*1,562

= 2,431 mol
1,562 mol
1,562 mol
A la fin l'un au moins des réactifs a disparu :

5,555 -2 xmax =0 donne xmax = 2,777 mol

1,562 - xmax = 0 donne xmax =1,562 mol.

l'eau est en excès.

masse d'eau en excès : 2,431 * masse molaire (18 g/mol) = 43,7 g d'eau .

masse d'acéthylène formée :

masse molaire : 2*12+2 = 26 g/mol

1,562 * 26 = 40,6 g acéthylène

On plonge une lame de zinc Zn dans 50mL d'une solution décimolaire de nitrate d'argent Ag NO3. On observe la formation d'un dépôt métallique d'argent Ag. La plaque de zinc est pesée régulierement et, après un certain temps, on s'aperçoit que sa masse ne varie plus. On analyse alors la solution et on constate qu'elle contient du nitrate de zinc Zn2+.

  1. Ecrire la reaction qui s'est produite.
  2. Pourquoi s'est-elle arrêtée ?
  3. Calculer la variation du poids de la lame de zinc et préciser si sa massea augmenté ou diminué.
  4. Quel est la masse du dépôt d'argent ?

Ag= 108 ; Zn = 65,4 g/mol. 

corrigé
Zn + 2Ag+ donne Zn2+ et 2Ag

le zinc disparaît ; sa masse va diminuer

volume (L) fois concentration (mol/L) = 0,05*0,1 = 5 mmol Ag+ .
Zn
+ 2 Ag+
--> Zn2+
2 Ag
initial
n mmol
5 mmol
0
0
en cours
n - x
5 -2 x
x
2 x
final
n-2,5 mmol
0
2,5 mmol
5 mmol
A la fin l'un au moins des réactifs a disparu et la réaction s'arrête :

5 -2 xmax = 0 donne xmax = 2,5 mmol.

le zinc est en excès.

donc 2,5 mmol zinc métal disparu

masse (g) =Qté de matière (mol) fois masse molaire (g/mol)

0,0025*65,4 = 0,16 g de zinc

5 10-3 *108 = 0,54 g d'argent déposé sur le zinc


à suivre ...
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