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
