Un alliage de g contient du zinc et du cuivre

Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · chimie (première), chapitre 4 — Avancement et bilans de matière · Bilans de matière, masses et volumes

Énoncé

Un alliage de $10, 0$ g contient du zinc et du cuivre. Traité par un excès d'acide chlorhydrique, seul le zinc réagit : $Zn + 2 H X_{3} O X^{+} Zn X^{2 +} + H X_{2} + 2 H X_{2} O$ . On recueille $1, 68$ L de dihydrogène ( $V_{m} = 24, 0 L / mol$ , $M_{Zn} = 65, 4 g / mol$ ).

Déterminer la teneur en zinc de l'alliage (pourcentage massique).
Pourquoi le cuivre ne réagit-il pas ?

Corrigé

1. $n (H X_{2}) = \frac{1 , 68}{24 , 0} = 7, 00 \times 1 0^{- 2}$ mol. Le tableau donne $n (H X_{2}) = x$ , donc $x_{f} = 7, 00 \times 1 0^{- 2}$ mol et, l'acide étant en excès, tout le zinc a réagi : $n (Zn) = 7, 00 \times 1 0^{- 2}$ mol.

$m (Zn) = 7, 00 \times 1 0^{- 2} \times 65, 4 = 4, 58 g, \frac{4 , 58}{10 , 0} = 45, 8 % \approx 46 %.$

2. Le cuivre appartient au couple $Cu X^{2 +}$ / $Cu$ : il n'est pas oxydé par les ions $H X_{3} O X^{+}$ (chapitre 3). C'est précisément ce qui rend le dosage possible — un seul des deux métaux fournit du gaz.

Contrôle : il resterait $10, 0 - 4, 58 = 5, 4$ g de cuivre métallique au fond, visible et pesable : c'est la vérification expérimentale directe.

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