doc - Ecole Européenne de Strasbourg

CHIMIE
DATE: 12 juin 2012 DURÉE DE L'EXAMEN : 3 heures (180 minutes) MATÉRIEL AUTORISÉ : Calculatrice non graphique et non programmable.
REMARQUES : . Choisir deux questions A et deux questions B. . Indiquer les questions choisies en marquant d'une croix les cases
appropriées sur le formulaire fourni. . Utiliser des feuilles d'examen différentes pour chaque question.
|Question A1 |Page 1/2 |
| |Points |
|a) |À 25oC, le pH d'une solution aqueuse A1 d'ammoniac, NH3(aq) , à la| |
| |concentration de 1,00 x 10-1 mol dm-3 (mol L-1) vaut 11,1. | |
| |Écrivez l'équation de la réaction de l'ammoniac avec l'eau. |2 points |
| |Calculez la concentration molaire des trois espèces chimiques |3 points |
| |majoritaires (excepté l'eau) présentes dans la solution A1. | |
| |Déduisez la valeur de la constante d'acidité, Ka, du couple |4 points |
| |NH4+(aq)/NH3(aq) et montrez que la valeur du pKa de ce couple est | |
| |égale à 9,2. | |
|b) |On ajoute du chlorure d'ammonium solide, NH4Cl(s), à 1,00 dm3 (L) | |
| |de la solution A1. | |
| |On considère que le volume de la solution ne varie pas. | |
| |Le pH de la solution B1 ainsi obtenue est égal à 9,2. |2 points |
| |Comparez les concentrations molaires, [NH4+(aq)] et [NH3(aq)], | |
| |dans la solution B1. Justifiez votre réponse. | |
|c) |On ajoute les mêmes quantités de chlorure d'ammonium solide à des | |
| |volumes identiques des solutions A1 et B1. On obtient ainsi les | |
| |solutions A2 et B2. | |
| |Le volume des deux solutions reste constant. | |
| |Pour chacune des solutions A1 et B1, indiquez, en l'expliquant, si|2 points |
| |l'on doit s'attendre à une augmentation ou à une diminution du pH | |
| |lors de l'addition du chlorure d'ammonium. | |
| |Le pH de l'une des solutions varie de 0,1 unité et celui de | |
| |l'autre varie de 1,3 unité. | |
| |Dans chaque cas, précisez la solution concernée et expliquez la |2 points |
| |différence de variation de pH observée. | |
|d) |On dispose dans un laboratoire des quatre solutions suivantes, | |
| |toutes à la concentration de 1,00 x 10-1 mol dm-3 (mol L-1) : | |
| |W : une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, HCl(aq). | |
| |X : une solution aqueuse d'acide méthanoïque, HCOOH(aq). | |
| |Y : une solution aqueuse de méthanoate de sodium, NaHCOO(aq). | |
| |Z : une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, NaOH(aq). | |
| |En utilisant certaines solutions choisies parmi W, X, Y et Z, | |
| |décrivez deux méthodes différentes permettant de préparer 30,0 cm3|4 points |
| |(mL) d'une solution tampon à pH 3,7 à 25°C. | |
| |On donne: pKa de l'acide méthanoïque à 25°C: 3,7. | |
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|Question A1 |Page 2/2 |
| |Points |
|e) |Le graphique ci-dessous représente la variation de pH lors de | |
| |l'addition progressive d'un volume Va d'une solution d'acide | |
| |chlorhydrique, HCl(aq), | |
| |2,00 x 10-1 mol dm-3 (mol L-1) à 40,0 cm3 (mL) d'une solution | |
| |d'une base faible monoprotique, B, de concentration inconnue à | |
| |25°C. | |
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| |pH | |
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| |Va / cm3(mL) | |
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| |À partir du graphique: | |
| |Déterminez le pH au point d'équivalence. |1 point |
| |Calculez la concentration initiale de la solution de base faible, |3 points |
| |B. | |
| |Calculez le pKb de la base B. |2 points |
| |On donne: pKe (ou pKw) de l'eau à 25oC: 14,0. | |
|Question A2 |Page1/3 |
| |Points |
|a) |Les piles à combustible produisent de l'énergie électrique à | |
| |partir de réactions chimiques. | |
| |Le schéma ci-dessous représente une pile à combustible. | |
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| |H2(g) | |
| |O2(g) | |
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| |H2O(l) | |
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| |KOH(aq) | |
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| |Dans cette pile, l'hydrogène, H2(g), réagit à une électrode, | |
| |tandis que l'oxygène, O2(g), réagit à l'autre électrode. | |
| |Les deux électrodes sont séparées par une solution aqu