On plonge g de fer dans un large excès d'acide chlorhydrique

1. Couples $\mathrm{H}{}^{+}$/$\mathrm{H}{}_2$ et $\mathrm{Fe}{}^{2+}$/$\mathrm{Fe}$ :

$$2\mathrm{H}{}^{+}+2e^{-}=\mathrm{H}{}_2\text{et}\mathrm{Fe}=\mathrm{Fe}{}^{2+}+2e^{-},$$

$$\mathrm{Fe}{}_{(\mathrm{s})}+2\mathrm{H}{}^{+}{}_{(\mathrm{aq})}\to \mathrm{Fe}{}^{2+}{}_{(\mathrm{aq})}+\mathrm{H}{}_2{}_{(\mathrm{g})}.$$

Contrôle : $1$ Fe et $2$ H de chaque côté ; charge $+2$ à gauche, $+2$ à droite $✓$.<br> 2. $n(\mathrm{Fe})=\frac{1,40}{55,8}=2,51\times 10^{-2}$ mol.<br> 3. L'équation indique $1$ mol de $\mathrm{H}{}_2$ par mole de fer, et l'acide est en excès : $n(\mathrm{H}{}_2)=2,51\times 10^{-2}$ mol, donc

$$V=n{V}_m=2,51\times 10^{-2}\times 24,0=0,60\text{L}=6,0\times 10^2\text{mL}.$$

4. Chaque atome de fer cède $2$ électrons : $n(e^{-})=2\times 2,51\times 10^{-2}=5,0\times 10^{-2}$ mol, soit $N=5,0\times 10^{-2}\times 6,02\times 10^{23}=3,0\times 10^{22}$ électrons.

Pourquoi « en excès » compte : sans cette précision, le fer pourrait n'être que partiellement attaqué et le calcul du volume serait faux. Le réactif limitant fait l'objet du chapitre 4.