Fiche de Travaux Dirigés (TD)
8 Exercices gradués sur les ions, le pH, les tests de précipitation et la neutralisation.
1 Exercice 1 : Formation et Écriture des Ions
★☆☆ (Cations / Anions)
1. Un atome de zinc ($\text{Zn}$) perd 2 électrons. Écrire la formule de l'ion obtenu et préciser s'il s'agit d'un cation ou d'un anion.
2. Un atome de fluor ($\text{F}$) gagne 1 électron. Écrire la formule de l'ion fluorure obtenu.
2 Exercice 2 : Lecture de pH & Classification
★☆☆ (Échelle de pH)
Classer les solutions suivantes en : **Acide**, **Neutre** ou **Basique** :
• Vinaigre blanc : $pH = 2{,}8$
• Eau de Javel : $pH = 11{,}5$
• Eau minérale plate : $pH = 7{,}0$
• Sang humain : $pH = 7{,}4$
3 Exercice 3 : Identification des Ions Métalliques
★☆☆ (Précipités)
Dans 3 tubes à essai contenant des solutions inconnues, on ajoute quelques gouttes de soude ($\text{OH}^-$) :
• Tube A : formation d'un précipité bleu.
• Tube B : formation d'un précipité rouille.
• Tube C : formation d'un précipité vert.
Identifier les ions métalliques présents dans chaque tube.
4 Exercice 4 : Structure Atomique de l'Ion Fer III (Fe³⁺)
★★☆ (Structure de l'ion)
L'atome de fer a pour numéro atomique $Z=26$.
4.1. Combien de protons contient le noyau de l'ion $\text{Fe}^{3+}$ ?
4.2. Combien d'électrons possède cet ion ? Justifier le calcul.
5 Exercice 5 : Dilution d'un Décapant Acide
★★☆ (Effet de la dilution)
Un flacon de décapant pour carrelage a un $pH = 1{,}0$. Un carreleur dilue ce produit en y ajoutant 10 litres d'eau pure ($pH = 7$).
5.1. Comment varie le pH lors de l'ajout d'eau ?
5.2. Ce pH peut-il atteindre 8 ? Justifier.
6 Exercice 6 : Réaction de Neutralisation
★★☆ (Équation de réaction)
On mélange dans un bécher de l'acide chlorhydrique ($\text{H}^+ + \text{Cl}^-$) et de la soude ($\text{Na}^+ + \text{OH}^-$). On constate que le thermomètre monte de $20^\circ\text{C}$ à $28^\circ\text{C}$.
6.1. Écrire l'équation simplifiée de la réaction entre les ions $\text{H}^+$ et $\text{OH}^-$.
6.2. Comment qualifie-t-on une réaction chimique qui libère de la chaleur ?
7 Exercice 7 : Neutralité Électrique des Solutions Ioniques
★★☆ (Formule ionique)
Une solution de chlorure de cuivre contient des ions cuivre II $\text{Cu}^{2+}$ et des ions chlorure $\text{Cl}^-$.
7.1. Pourquoi doit-il y avoir 2 ions chlorure $\text{Cl}^-$ pour chaque ion cuivre $\text{Cu}^{2+}$ ?
7.2. Écrire la formule statistique et la formule ionique du chlorure de cuivre.
8 Exercice 8 : Contrôle d'un Effluent d'Atelier (Type Brevet)
★★★ (Synthèse Brevet)
Une cuve d'eaux usées industrielles a un $pH = 3{,}0$. L'ajout de soude donne un précipité bleu et l'ajout de nitrate d'argent donne un précipité blanc qui noircit.
8.1. Préciser le nom des deux ions identifiés dans la cuve.
8.2. Quel est l'ion responsable du $pH = 3{,}0$ ?
8.3. Décrire l'opération à effectuer avant de rejeter cette eau dans l'environnement en respectant les normes de sécurité.