Pour aller plus loin. Un mélange de 0,10 mol de magnésium et 0,10 mol…

Exercice supplémentaire · niveau 3 (difficile) · chimie (première), chapitre 4 — Avancement et bilans de matière · Plusieurs réactions, plusieurs réactifs

Énoncé

Pour aller plus loin. Un mélange de $0, 10$ mol de magnésium et $0, 10$ mol d'aluminium est attaqué par un excès d'acide :

$Mg + 2 H X_{3} O X^{+} Mg X^{2 +} + H X_{2} + 2 H X_{2} O, 2 Al + 6 H X_{3} O X^{+} 2 Al X^{3 +} + 3 H X_{2} + 6 H X_{2} O .$

Vérifier l'ajustement des deux équations, charge comprise.
Quel volume total de dihydrogène recueille-t-on ( $V_{m} = 24, 0 L / mol$ ) ?
Quelle quantité d'acide faut-il au minimum ?

Corrigé

1. Magnésium : H, $2 \times 3 = 6$ à gauche, $2 + 2 \times 2 = 6$ à droite ; O, $2 = 2$ ; charge, $+ 2 = + 2$ . ✓ \ Aluminium : H, $6 \times 3 = 18$ à gauche, $3 \times 2 + 6 \times 2 = 18$ à droite ; O, $6 = 6$ ; charge, $+ 6 = 2 \times (+ 3) = + 6$ . ✓

2. Magnésium : $x_{1} = 0, 10$ mol donne $0, 10$ mol de $H X_{2}$ . Aluminium : $x_{2} = \frac{0 , 10}{2} = 0, 050$ mol donne $3 x_{2} = 0, 15$ mol de $H X_{2}$ . Total $0, 25$ mol, soit $V = 6, 0$ L.

3. $n (H X_{3} O X^{+}) = 2 x_{1} + 6 x_{2} = 0, 20 + 0, 30 = 0, 50$ mol.

Contrôle par les électrons : le magnésium cède $2$ électrons par atome ( $0, 20$ mol), l'aluminium $3$ ( $0, 30$ mol), soit $0, 50$ mol d'électrons ; chaque molécule de $H X_{2}$ en consomme $2$ , d'où $0, 25$ mol de $H X_{2}$ . ✓

À quantités égales, l'aluminium produit une fois et demie plus de gaz : c'est le nombre d'électrons cédés qui commande, pas le nombre d'atomes.

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