Solutions Basiques
Exercice 1
A. Questions de cours
1. Reproduire sur le cahier d'exercice et compléter les phrases suivantes.
a. L'hydroxyde de sodium est un composé $\ldots\ldots\ldots\ldots$ formé par des $\ldots\ldots\ldots Na Na^{+}$ et des ions $\ldots\ldots\ldots$
b. Toutes les solutions basiques renferment des ions $\ldots\ldots\ldots$
c. Une base est un corps composé qui s'ionise dans $\ldots\ldots\ldots$ pour former des $\ldots\ldots\ldots$
d. Une solution basique fait $\ldots\ldots\ldots$ le $B.B.T$ du vert au $\ldots\ldots\ldots$
B. Questions à choix multiples
Choisir la (ou les) bonne(s) réponse(s).
On verse respectivement une solution de soude sur des solutions de sulfate de fer $(II)$, de chlorure de cuivre $(II)$ et chlorure de zinc $(II)$ on observe :
1. un précipité vert avec le sulfate de fer $(II)$ ;
2. un précipité blanc avec le chlorure de cuivre $(II)$ ;
3. un précipité bleu avec le chlorure de zinc $(II)$ ;
3. un précipité rouille avec le sulfate de fer $(II)$ ;
4. un précipité bleu avec le chlorure de cuivre $(II)$
Exercice 2
Les solutions de soude sont très couramment utilisées au laboratoire de chimie.
La soude $NaOH$ se présente sous forme de pastilles blanches.
On veut préparer, pour une séance de $TP$, $V=500\,mL$ d'une solution de concentration molaire
$C=1.0\cdot 10^{-2}mol\cdot L^{-1}$
1. Calculer la masse de soude solide nécessaire à la préparation de cette solution.
Pour son expérience, un élève doit utiliser $V'=10\,mL$ d'une solution de concentration $C=1.0\cdot 10^{-2}mol\cdot L^{-1}$
2. Calculer le facteur de dilution entre ces deux solutions.
3. L'élève commence par diluer la solution initiale d'un facteur $20.$
La plus petite pipette dont il dispose a une capacité de $5\,mL$
Quel volume de solution va-t-il préparer ?
4. Quelle est la concentration de la solution intermédiaire ainsi préparée ?
5. Quel doit être le facteur de la seconde dilution ?
Données : $M\left(NaOH\right)=40\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 3
Un flacon de déboucheur pour évier porte les indications suivantes :
$-\ $Produit corrosif.
$-\ $Contient de l'hydroxyde de sodium (soude caustique).
$-\ d=1.2$
$-\ $Solution à $20\%$
Le pourcentage indiqué représente le pourcentage massique d'hydroxyde de sodium $\left(NaOH\right)$ contenu dans le produit.
1. Calculer la masse d'hydroxyde de sodium contenu dans $500\,mL$ de produit.
2. En déduire la concentration $C_{0}$ en soluté hydroxyde de sodium de la solution commerciale.
3. On désire préparer un volume $V_{1}$ de solution $S_{1}$ de déboucheur $20$ fois moins concentré que la solution commerciale.
3.1. Quelle est la valeur de la concentration $C_{1}$ de la solution ?
3.2. Quelle est la quantité de matière d'hydroxyde de sodium contenu dans $250\,mL$ de solution $S_{1}$ ?
3.3. Quel volume de solution commerciale a-t-il fallu prélever pour avoir cette quantité de matière d'hydroxyde de sodium ?
Exercice 4
On prépare $100\,mL$ d'une solution $\left(S_{1}\right)$ en dissolvant une masse de $3\,g$ d'hydroxyde de sodium dans l'eau.
L'hydroxyde de sodium $NaOH$ est un électrolyte fort.
1. 1. Écrire l'équation de sa dissociation ionique dans l'eau.
1.2. Calculer la concentration molaire $C_{1}$ de cette solution.
1.3. Calculer les molarités en ions sodium et en ions hydroxyde dans la solution.
2. Pour précipiter pratiquement tous les ions $Fe^{3+}$ contenus dans $0.1\,L$ d'une solution $\left(S_{2}\right)$ de chlorure de fer $(III)$, on doit verser au moins $50\,mL$ de la solution $\left(S_{2}\right)$
2.1. Quelle est la couleur du précipité obtenu ?
2.2. Recrépir l'équation chimique de la réaction de précipitation de l'hydroxyde de fer $(III)$
3. 1. Calculer le nombre de moles d'ions $Fe$ par litre de la solution $\left(S_{2}\right)$
3.2. En déduire la concentration molaire $C_{2}$ de la solution $\left(S_{2}\right)$ de chlorure de fer $(III)$
3.3. Calculer la masse du précipité obtenu.
On donne les masses molaires atomiques :
$M_{Fe}=56\,g\cdot mol_{-1}$ ;
$M_{c1}=35.5\,g\cdot mol_{-1}$ ;
$M_{Na}=23\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{o}=16\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{H}=1.0\,g\cdot mol_{-1}$
Exercice 5
On dissout $8.4\,g$ de potasse $KHO$ dans l'eau pure pour obtenir $300\,mL$ de solution $(S).$
1. 1. Écrire l'équation de la dissociation ionique de la potasse dans l'eau.
1.2. Déterminer la concentration molaire C de cette solution.
1.3. Déterminer les molarités des ions $K^{+}$ et $OH^{-}$ dans la solution $(S).$
2. Dans un tube à essais on verse $10\,cm^{3}$ de la solution précédente $(S)$ et on ajoute quelques gouttes de $(B.B.T)$ initialement vert.
Quelle sera la couleur obtenue?
3. On verse $20\,cm^{3}$ de la solution $(ZS)$ dans un récipient contenant $40\,cm^{3}$ d'une solution $\left(S'\right)$ de nitrate d'argent $AgNO_{3}$ de molarité $C'$ égale à $0.3 mol\cdot L^{-1}$
Un précipité marron grisâtre d'hydroxyde d'argent se forme.
3.1. Écrire l'équation de la réaction qui a lieu.
3.2. Calculer la masse du précipité obtenu en supposant que la réaction de précipitation est totale.
On donne les masses molaires atomiques :
$M_{k}=39\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{o}=16\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{H}=1\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{Ag}=108\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 6
On veut préparer $100\,cm^{3}$ d'une solution aqueuse $(S)$ d'hydroxyde de sodium qui renferme $2.10^{-3} mol$ d'ions $OH^{-}$ dans $20\,cm^{3}$ de solution.
1. Déterminer la quantité de $Na^{+}$ dans $100\,cm^{3}$ de la solution $(S)$
2. Déterminer la molarité de la solution $(S)$
3. Déduire la masse d'hydroxyde de sodium nécessaire pour cette préparation.
On donne les masses molaires atomiques :
$M_{H}=1\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{o}=16\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{Na}=23\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 7
On dispose de deux solutions aqueuses diluées $\left(S_{1}\right)$ et $\left(S_{2}\right)$
d'hydroxyde de potassium de concentration $C_{1}$ égale à $1 mol\cdot L^{-1}$
On mélange $200\,cm^{3}$ et de concentration $C_{2}$ égale à $0.2 mol\cdot L^{-1}$ de $\left(S_{2}\right)$ pour obtenir une solution $(S).$
1. a. Déterminer les quantités de $OH^{-}$ et de $K^{+}$ de $\left(S_{1}\right)$ avec $100\,cm^{3}$ présents dans chacune des solutions $\left(S_{1}\right)$ et $\left(S_{25}\right)$
b. Calculer les molarités de $OH^{-}$ et de $K^{+}$ dans la solution $(S)$
2. Quelle masse de soluté $KOH$ obtient-on si on évapore toute la solution $(S)$ ?
On donne les masses molaires atomiques :
$M_{H}=1\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{O}=16\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{K}=39\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 8
On dissout $4.56\,g$ de sulfate de fer $(II)$ anhydre dans l'eau pour obtenir $300\,cm^{3}$ de solution.
1. 1. Écrire l'équation de la dissociation ionique de $FeSO4$ dans l'eau.
1.2. Déterminer la concentration en $FeSO4$ de la solution obtenue.
2. A $75\,cm^{3}$ d'une solution molaire de soude, on ajoute $150\,cm^{3}$ d'une solution molaire de soude.
2.1. Que se passe-t-il ?
2.2. Écrire l'équation de la réaction.
2.3. Calculer la masse du produit sachant que la réaction de précipitation est pratiquement totale.
On donne les masses molaires atomiques:
$MO=16\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$Ms=32\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{Fe}=56\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 9
On dissout $60\,g$ de soude $NaOH$ dans l'eau pour obtenir $1\,L$ de solution $(S).$
1. 1. Écrire l'équation de la dissociation ionique de $NaOH$ dans l'eau.
1.2. Calculer la concentration molaire des ions dans $(S).$
2. Calculer la quantité de matière de $Na^{+}$ et de $OH^{-}$ contenue dans $50\,cm^{3}$ de solution $(S)$
3. On verse dans $50\,cm$ de $(S)$ un volume $V$ d'une solution aqueuse de chlorure de fer $(III)$ $FeCl_{3}$
3.1. Que se passe-t-il ?
3.2. Écrire l'équation de la réaction qui a lieu.
3.3. Quelle est la quantité de $Fe^{3+}$ nécessaire pour obtenir une précipitation totale des ions $OH^{-}$ et $Fe^{3+}$ ?
3.4. Quelle est la masse du précipité obtenu ?
On donne les masses molaires atomiques :
$M_{NaOH}=40\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{Fe}=56\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{C1}=35.5\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{o}=16\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 10
Une solution de chlorure de fer $(II)$ contient $0.02$ mole d'ions $C1^{-}$ dans $100\,cm^{3}$ de solution.
1. 1. Écrire l'équation de la dissociation ionique de $FeC1_{2}$ dans l'eau.
1.2. Calculer les concentrations molaires des ions présents dans la solution.
1.3.. En déduire la concentration molaire en $FeC1_{2}$ de la solution.
2. On introduit $4\,g$ de pastilles de soude dans $500\,cm^{3}$ de cette solution
2.1. Qu'observe-t-on ?
2.2.. Écrire l'équation de la précipitation supposée totale.
2.3. Calculer la masse du produit solide obtenu.
Exercice 11
On dissout $9.98\,g$ de cristaux de sulfate de cuivre $(II)$ hydraté de formule $\left(C_{u}SO_{4}\;,5H_{2}O\right)$ dans l'eau pour obtenir une solution $(S)$ de volume $V=_{0}=200\,cm^{3}$
1. 1. Écrire l'équation de la dissociation ionique du soluté dans l'eau.
1.2. Calculer les molarités en ions $Cu^{2+}$ et $SO^{1-}$ de la solution.
2. A un volume $V=10\,cm^{3}$ de la solution $(S)$ on ajoute peu à peu une solution $\left(S'\right)$ de soude jusqu'à précipitation totale de $Cu^{2+}$
2.1. Écrire l'équation de la réaction de précipitation.
2.2. Calculer le volume $V'$ de la solution $\left(S'\right)$ nécessaire à cette précipitation si la concentration molaire de $\left(S'\right)$ est égale à $0.5 mol\cdot^{-1}$
2.3. Calculer la masse du précipité obtenu.
On donne les masses molaires atomiques :
$M_{Cu}=63.5\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{s}=32\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M_{o}=16\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 12
Les liquides utilisés pour déboucher les canalisations, essentiellement constitués de solutions concentrées d'hydroxyde de sodium ou soude, sont très corrosifs.
Pour éviter les accidents domestiques dus à la confusion de ces liquides avec des boissons, on y ajoute de l'ammoniac d'odeur très désagréable.
Le fabriquant indique densité du liquide $d=1.20$
Pourcentage massique de soude $P=20.0\%$
Masse molaire de la soude : $40.0\,g\cdot mol^{-1}$
Produit corrosif et irritant pour les yeux
Concentration en ammoniac : $8.50\,m mol\cdot L^{-1}$
1. Quelle est la masse de soude contenue dans $1\,L$ de solution.
2. En déduire la concentration molaire c de soude dans cette solution.
3. Quelle est la formule de l'ammoniac ?
4. Quel volume ammoniac gazeux a-t-on dissous dans $1\,L$ de solution ?
$\text{(On se placera dans les conditions où le volume molaire est de }24..0\,L\cdot mol^{-1}).$
5. Quelles précautions doit-on prendre lors de l'utilisation de cette solution ?