Solution des exercices : Les métaux 3e
Classe:
Troisième
Exercice 1

Exercice 2
1) Le bronze est :
un métal : Faux (F)
un alliage : Vrai (V)
un corps métallique : Faux (F)
un non métal : Faux (F)
2) La corrosion d'un métal est :
la perte de son éclat métallique : Vrai (V)
le changement de son état physique : Faux (F)
3) A l'air libre, ce métal sécrète sa propre protection :
le plomb : Vrai (V)
le fer : Faux (F)
le cuivre : Vrai (V)
4) La rouille est :
la couche qui recouvre tout métal : Faux (F)
Le résultat de la corrosion du fer : Vrai (V)
L'oxyde ferrique humide : Vrai (V)
Exercice 3
1) On recouvre le fer de peinture pour le protéger contre la rouille.
2) Le fer blanc est une tôle de fer recouverte d'étain pour protéger de la rouille.
Le fer galvanisé est un fer qui est recouvert d'une fine couche de zinc par galvanisation.
3-1) Quand on expose l'aluminium à l'air libre, il se forme de l'alumine (Al2O3)
3-2) Quand on expose le zinc à l'air libre, il se forme de l'hydrocarbonate de zinc (ZnCO3; H2O)
3-3) La corrosion de ces deux métaux entraine la formation d'une couche imperméable protectrice.
Par contre, pour celle du fer, on observe sa destruction par la formation de la rouille qui est une couche perméable. Ainsi, l'action de la corrosion se poursuit en profondeur.
Exercice 4
1) Décrivons l'action de l'air sur le zinc :
− à froid, le zinc se recouvre d'une couche imperméable qui le protège, appelée hydrocarbonate de zinc (ZnCO3; H2O).
− à chaud, l'oxydation du zinc entraine le dégagement d'une fumée blanche qui est constituée d'oxyde de zinc (ZnO).
2) Masse d'oxyde de zinc obtenue
Équation de la réaction : Zn + 12O2 ⟶ ZnO
On a :
nZn=nZnO or, n=mM⇒mZnMZn=mZnOMZnO⇒mZnO=mZn×MZnOMZn
avec MZnO=65+16=81g/mol
A.N : mZnO=13×8165=16.2
Donc, mZnO=16.2g
Exercice 5
1) Masse de fer oxydé
On a : moxyd=m×14=m4
A.N : moxyd=204=5
Donc, moxyd=5g
Déduisons la masse d'oxyde ferrique formé.
Équation de la réaction : 2Fe + 32O2 ⟶ Fe2O3
On a :
nFe2=nFe2O31⇒nFe=2nFe2O3 or, n=mM⇒mFeMFe=2×mFe2O3MFe2O3⇒mFe2O3=mFe×MFe2O32×MFe
avec MFe2O3=2×56+3×16=160g/mol
A.N : mFe2O3=5×1602×56=7.143
Donc, mFe2O3=7.143g
2) La masse d'eau contenue dans la rouille formée.
On a Fe2O3; 5H2O, traduction mathématique :
1mol (Fe2O3) ⟶ 5mol (H2O)
xmol (Fe2O3) ⟶ nmol (H2O)
Donc,
nmol=5×xmol⇒mH2OMH2O=5×mFe2O3MFe2O3⇒mH2O=5×mFe2O3×MH2OMFe2O3
avec MH2O=18g/mol
A.N : mH2O=5×7.143×18160=4.018
Donc, mH2O=4.018g
3) La masse de rouille formée
mr=mFe2O3+mH2O
A.N : mr=7.143+4.018=11.161
Donc, mr=11.161g
4) La masse du morceau de fer rouillé avant son nettoyage.
On a : mtotal=mnonr+mr avec, mnonr=34×m
A.N : mtotal=3×204+11.161=26.161
Donc, mtotal=26.161g
Exercice 6
1) L'équation bilan de la réaction est de la forme : 3PbO + 12O2 ⟶ Pb3O4
2) Calculons la masse molaire du minium.
On a :
MPb3O4=3MPb+4MO=3×207+4×16=685
Donc, MPb3O4=685g.mol−1
3) Calculons le volume de O2 obtenu.
D'après l'équation bilan on a :
nO212=nPb3O41⇒2nO2=nPb3O3 or, n=mM=VVM⇒2×VO2VM=mPb3O4MPb3O4 avec, VM=volume molaire⇒2VO2=mPb3O4×VMMPb3O4⇒VO2=mPb3O4×VM2×MPb3O4
A.N : VO2=13.07103×22.42×685=224
Donc VO2=224l
Exercice 7
1) En brûlant le cuivre dans l'air, on obtient l'oxyde cuivrique CuO et l'oxyde cuivreux Cu2O.
Écrivons les équations bilan respectives de leurs formations.
− formation de CuO : Cu + 12O2 ⟶ CuO
− formation de Cu2O : 2Cu + 12O2 ⟶ Cu2O
2) Calculons le volume de dioxygène nécessaire.
D'après l'équation bilan on a :
nO212=nCu2O1⇒2nO2=nCu2O or, n=mM=VVM⇒2×VO2VM=mCu2OMCu2O avec, VM=volume molaire⇒2VO2=mPb3O4×VMMPb3O4⇒VO2=mCu2O×VM2×MCu2O
avec MCu2O=2MCu+MO=2×64+16=144 ⇒ MCu2O=144g.mol−1
A.N : VO2=7.2×22.42×144=0.56
Donc VO2=0.56l
3) Calculons la masse de cuivre oxydé.
D'après l'équation bilan on a :
nCu2=nCu2O1⇒nCu=2nCu2O or, n=mM⇒mCuMCu=2×mCu2OMCu2O⇒mCu=2×mCu2O×MCuMCu2O
A.N : mCu=2×7.2×64144=6.4
Donc mCu=6.4g
Activité
1) Complétons le tableau :
MétalAlZnFePbCuCouleurblancheblanchâtregriseblanchâtrerougese recouvreil se formese revouvreil se forme se formed'une coucheune couched'une coucheune coucheune couchesuperficielle,imperméableporeuseimperméable :imperméableComportementimperméableappeléede couleurhydro-appeléeà l'air humideet protectricehydro-brune :carbonatevert-de-grisqui vernitcarbonatela rouillede Plombson éclatde zincmétallique :c'est l'alumineUtilisationemballagestoituresrailscanalisationsfilsusuelleélectriques
2) Description d'une expérience qui permet de distinguer une lame de fer et une lame de cuivre :
Laissons à l'air libre ces deux lames de métaux.
Alors, par l'action de l'oxygène de l'air, nous constatons que ceux-ci se recouvrent, chacun, d'une couche :
Le fer se recouvre d'une couche poreuse de couleur brune ; la rouille. Tandis que le cuivre se recouvre d'une couche imperméable ; vert-de-gris ou hydrocarbonate de cuivre.
Exercice 8
A chaud, le dioxygène réagit avec le fer pour donner de l'oxyde magnétique de fer (Fe3O4).
Dans les mêmes conditions, le dioxygène réagit avec l'aluminium pour donner de l'oxyde d'aluminium ou alumine (Al2O3).
Écrivons l'équation-bilan de chaque réaction :
− Pour le fer :
3Fe + 2O2 ⟶ Fe3O4
− Pour l'aluminium :
4Al + 3O2 ⟶ 2Al2O3
Exercice 9
Équilibrons les équations suivantes :
Zn + 2H+ ⟶H2 + Zn2+
2Al + 6H+ ⟶ 3H2 + 2Al3+
Fe + 2H+ ⟶ H2 + Fe2+
Exercice 10
1) Dans un tube à essais contenant de la grenaille de zinc, on introduit une solution diluée d'acide chlorhydrique.
a) On sait que le zinc réagit avec l'acide chlorhydrique en donnant du chlorure de zinc et du dihydrogène.
Donc, le gaz produit lors de la réaction est du dihydrogène : H2
b) Pour mettre en évidence ce gaz, on approche une flamme à l'ouverture de ce tube, cela provoque alors une détonation. Ce qui est caractéristique de la présence du dihydrogène.
c) L'équation globale de la réaction qui se produit est donnée par :
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl2 + H2
2) On introduit maintenant la solution diluée d'acide chlorhydrique dans des tubes à essais contenant successivement de la limaille de fer, de la poudre d'aluminium, de la tournure de cuivre et du plomb.
a) On sait que l'acide chlorhydrique (HCl) ne réagit pas avec le cuivre et que sa réaction avec le Plomb (Pb) est éphémère.
Cependant, le fer (Fe) et l'aluminium (Al) réagissent parfaitement avec l'acide chlorhydrique.
Donc, on observe une réaction dans les tubes à essais contenant successivement de la limaille de fer, de la poudre d'aluminium.
b) Écrivons l'équation ionique des réactions qui se produisent.
Al + 3(H++Cl−)⟶ (Al3++3Cl−) + 32H2
Fe + 2(H++Cl−)⟶ (Fe2++2Cl−) + H2
Exercice 11
Expliquons pourquoi on utilise le zinc et non le fer pour couvrir les toits des maisons.
En effet, laissé à l'air libre, le zinc, par l'action de l'oxygène, se recouvre d'une couche imperméable appelée hydrocarbonate de zinc (ZnCO3; H2O) qui protège le métal contre la corrosion. Tandis que le fer, à l'air libre, se recouvre d'une couche poreuse appelée la rouille (Fe2O3; H2O).
Ainsi, le fer étant plus sensible aux effets corrosifs de la nature, il est préférable de couvrir les toits des maisons avec le zinc.
Exercice 12
On veut conserver de l'acide sulfurique dilué dans trois pots respectivement en fer, en cuivre et en zinc.
1) La conservation est impossible avec les pots en fer et en zinc.
En effet, l'acide sulfurique réagit avec le fer et le zinc en donnant d'autres produits.
Cependant, il ne réagit pas avec le cuivre.
Par conséquent, les pots en fer et en zinc ne pourront être utilisés pour la conservation de l'acide sulfurique dilué car celui-ci déclenchera une réaction qui donnera d'autres produits.
2) Les équations bilans ioniques globales des réactions chimiques qui se produisent avec les métaux des pots inutilisables (pot en fer et en zinc) sont données par :
⋅ fer : Fe2+ + (2H++SO2−4) ⟶ (Fe2++SO2−4) + H2
⋅ zinc : Zn2+ + (2H++SO2−4) ⟶ (Zn2++SO2−4) + H2
Exercice 13
Ibrahima dispose de 3 lames fraichement décapées de fer, de cuivre et de zinc.
1) Déterminons l'aspect physique de chacune de ces métaux :
⋅ Fer : aspect Gris ;
⋅ Cuivre : aspect Rouge ;
⋅ Zinc : aspect Blanchâtre.
2) On expose les trois lames à l'air libre. Donnons les réactions susceptibles de se produire :
4Fe + 3O2 ⟶ 2Fe2O3
2Cu + O2 ⟶ 2CuO
2Zn + O2 ⟶ 2ZnO
Les produits qui se forment sont :
⋅ Fe2O3 = oxyde ferrique ;
⋅ CuO = oxyde de cuivrique;
⋅ ZnO = oxyde de zinc.
3) Pour chaque métal, écrivons le(s) équation(s)-bilan(s) des réactions lors de l'oxydation à chaud :
Le Fer : 3Fe + 2O2 ⟶ Fe3O4 ;
Le cuivre : 4Cu + O2 ⟶ 2Cu2O ; 2Cu2O + O2 ⟶ 4CuO
Le Zinc : 2Zn + O2 ⟶ 2ZnO
Exercice 14
Fatou fait réagir complètement 3.25g de zinc avec une solution décimolaire d'acide chlorhydrique.
1) Écrivons l'équation-bilan de la réaction.
Comme le zinc réagit avec de l'acide chlorhydrique en donnant du chlorure de zinc et du dihydrogène alors, l'équation de la réaction est donnée par :
Zn + HCl ⟶ ZnCl2 + H2
En équilibrant cette équation, on obtient l'équation-bilan de la réaction suivante :
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl2 + H2
Ou encore, sous forme ionique :
Zn + 2(H++Cl−) ⟶ (Zn2++2Cl−) + H2
2) Déterminons le volume V de la solution d'acide utilisé.
D'après l'équation bilan, on a :
nZn1=nHCl2
Donc, nHCl=2×nZn or, nZn=mZnMZn
Par suite, nHCl=2×mZnMZn
A.N : nHCl=2×3.2565=0.1mol
D'après l'énoncé, Fatou a utilisé pour cette expérience une solution décimolaire d'acide chlorhydrique.
Ce qui correspond à une concentration c=10−1mol.L−1
Or, c=nHClV donc, V=nHClc
A.N : V=0.10.1=1
D'où, V=1L
Déterminons le volume de dihydrogène obtenu
D'après l'équation bilan, on a :
nZn1=nH21
Donc, nZn=nH2 or, nZn=mZnMZn et nH2=VH2VM
Par suite, VH2VM=mZnMZn
Ce qui donne : VH2=mZn×VMMZn
A.N : VH2=3.25×2465=1.2
D'où, VH2=1.2L
Commentaires
Papa alassane sow (non vérifié)
dim, 05/12/2019 - 19:53
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Cours et exercice corrigé sur les metaux
pape (non vérifié)
ven, 03/20/2020 - 12:39
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math
ABAKAR ABDOULAY... (non vérifié)
ven, 01/12/2024 - 19:15
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Je veux absolument les
ABAKAR ABDOULAY... (non vérifié)
ven, 01/12/2024 - 19:15
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Je veux absolument les
Kafrine3 (non vérifié)
ven, 04/26/2024 - 23:11
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Demande de l'aide
Dado (non vérifié)
lun, 02/17/2020 - 10:16
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Tout les solutions de 1 à 13
Ibrahima Sidibé (non vérifié)
mar, 06/29/2021 - 21:49
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Dg
Ibrahima Sidibé (non vérifié)
mar, 06/29/2021 - 21:49
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Camara Sekou (non vérifié)
mar, 02/25/2020 - 00:24
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Apprenant
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jeu, 02/27/2020 - 23:32
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mar, 04/21/2020 - 12:13
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Correction de l'exercice supp
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mar, 07/14/2020 - 15:36
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mer, 03/24/2021 - 14:49
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Anonyme (non vérifié)
mar, 04/20/2021 - 01:18
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C'est très bien car ça nous
Anonyme (non vérifié)
mar, 04/20/2021 - 01:18
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C'est très bien car ça nous
Seck (non vérifié)
mar, 04/20/2021 - 01:16
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Intéressant
Anonyme (non vérifié)
dim, 07/25/2021 - 07:24
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Merci
Sona (non vérifié)
dim, 07/25/2021 - 07:25
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Pdf
Anonyme (non vérifié)
ven, 05/27/2022 - 00:31
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Il y’a une erreur au niveau
mespoirromain@g... (non vérifié)
dim, 06/05/2022 - 12:47
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Je veux avoir la série des
mespoirromain@g... (non vérifié)
dim, 06/05/2022 - 12:47
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Je veux avoir la série des
Aïssata Dia (non vérifié)
mer, 03/06/2024 - 01:16
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Merci
Lyot (non vérifié)
dim, 05/26/2024 - 10:39
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Seynabou (non vérifié)
mar, 06/11/2024 - 15:59
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J'adore votre application. Il
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