Voici le corrigé détaillé des exercices sur les solutions ioniques et le pH. Compare chaque réponse avec la tienne et reprends les raisonnements sur les ions, les tests d’identification et les dilutions.
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La correction détaillée : corrigé solutions ioniques
Correction de l’exercice 1 : Vrai ou faux ?a. Faux : elle est électriquement neutre (autant de charges + que de −). b. Faux : pH < 7, donc acide. c. Vrai : ce sont les ions qui se déplacent. d. Faux : le sucre se dissout en molécules neutres, sans ions.
a. 1 ion Cl− pour Na+ ; b. 2 pour Cu2+ ; c. 3 pour Fe3+ ; d. 3 pour Al3+. La solution de chlorure de fer (III) contient Fe3+ et 3 Cl− : la charge +3e est compensée par 3 × (−e).
1. Tube 1 : Cu2+ (précipité bleu) ; tube 2 : Fe2+ (vert) ; tube 3 : Fe3+ (orangé).
2. L’ion chlorure Cl−.
3. Cu2+ et 2 Cl−.
1. Jus d’orange : pH = 3 ; eau : 7 ; savon : 10 ; soude : 13.
2. Du plus acide au plus basique : jus d’orange, eau, savon, soude.
3. L’eau est neutre ; la soude contient le plus d’ions HO− (pH le plus élevé).
a. plus (solution acide) ; b. autant (solution neutre) ; c. moins (solution basique, excès de HO−).
1. Chaque dilution par 10 ajoute 1 au pH : 4 (×10), 5 (×100), 6 (×1 000).
2. 12 − 2 = 10.
3. Non : en diluant un acide, le pH se rapproche de 7 sans jamais le dépasser ; il ne peut devenir basique.
1. Volume prélevé : 250 ÷ 10 = 25 mL.
2. Eau à ajouter : 250 − 25 = 225 mL (en complétant la fiole jaugée de 250 mL jusqu’au trait).
3. pH = 2,5 + 1 = 3,5.
4. Lunettes, blouse, gants ; verser l’acide dans l’eau ; essuyer les gouttes.
1. Les cations Cu2+ vont vers l’électrode B (borne −) ; les anions Cl− vers l’électrode A (borne +).
2. Non : dans la solution, le courant est porté par les ions ; les électrons circulent dans les fils et les électrodes.
3. L’eau pure ne conduit pas (ou presque pas) : elle ne contient quasiment pas d’ions.
1. Le pH augmente quand on dilue.
2. Règle : diluer 10 fois augmente le pH de 1. Mesures : 2,0 → 3,0 → 3,9 → 5,0, soit environ +1 à chaque fois : la règle est vérifiée (écart de 0,1 dû à la mesure).
3. Environ 2,0 + 4 = 6,0.
4. En diluant, la solution tend vers l’eau pure, de pH 7 : on ne peut pas aller au-delà.
1. Cations : Ca2+, Mg2+, Na+. Anions : HCO3−, SO42−, Cl−.
2. Oui, elle contient des ions dissous ; elle conduit donc le courant.
3. pH = 7,2 > 7 : elle est très légèrement basique ; il y a un peu plus d’ions HO− que d’ions H+.
4. La concentration en ions diminue : l’eau conduit moins bien. Le pH se rapproche de 7 (il diminue légèrement, de 7,2 vers 7).
1. pH = 3,0.
2. 3,0 → 4,0 → 5,0 → 6,0 : le pH augmente de 1 à chaque dilution par 10.
3. On prévoit 7,0 ; on mesure 6,8. L’écart vient de ce que le pH se rapproche de 7 sans l’atteindre : l’eau pure fournit elle-même des ions.
4. Non : une solution acide diluée ne devient jamais basique.
1. A : Cu2+ ; B : Fe2+ ; C : Fe3+ ; D : Zn2+ (ou Al3+) : un précipité blanc ne suffit pas pour distinguer les deux.
2. Cu2+ et 2 Cl−.
3. Le test au nitrate d’argent : on attend un précipité blanc qui noircit à la lumière, signe de l’ion Cl−.
1. La courbe est une droite passant par l’origine : I est proportionnelle à la concentration en sel.
2. Pour 25 g/L : I = 15 mA (entre 12 et 18 mA).
3. Le coefficient est 0,6 mA par g/L : 21 ÷ 0,6 = 35 g/L.
4. Plus on dissout de sel, plus il y a d’ions Na+ et Cl− mobiles pour transporter le courant.
a. Zn2+ + 2 Cl− (2 anions). b. Ag+ + NO3− (1 anion). c. Fe2+ + SO42− (1 anion, de charge −2e). d. Al3+ + 3 Cl− (3 anions). On vérifie à chaque fois que la charge totale est nulle.
1. La lampe brille avec l’eau salée et, un peu, avec le vinaigre (qui contient des ions) ; elle ne brille pas avec l’eau distillée, l’eau sucrée et l’huile (pas d’ions).
2. Le sucre se dissout en molécules neutres : aucune particule chargée mobile.
3. Dans le fil : les électrons ; dans le liquide : les ions.
1. pH = 13 > 7 : basique, excès d’ions HO−.
2. Volume prélevé : 500 ÷ 100 = 5 mL ; eau ajoutée : 500 − 5 = 495 mL.
3. pH = 13 − 2 = 11.
1. Acides : nettoyant WC, cola, café, lait (pH < 7). Neutre : eau pure. Basiques : blanc d’œuf, lessive, eau de Javel.
2. Le plus acide : nettoyant pour WC (1,5) ; le plus basique : eau de Javel (12,5).
3. Son pH (6,5) est inférieur à 7 : il est très faiblement acide, proche de la neutralité.
4. Porter des gants et des lunettes, ne jamais les mélanger, éviter tout contact avec la peau et les yeux.
1. 8,2 > 7,6 : l’eau est trop basique.
2. Il faut faire baisser le pH : on ajoute une solution acide (apport d’ions H+).
3. Un pH-mètre.
1. Précipité orangé : cation Fe3+ ; précipité blanc noircissant : anion Cl−.
2. X est une solution de chlorure de fer (III) : Fe3+ + 3 Cl− (le précipité orangé est celui du fer III, pas du fer II qui est vert).
3. Charges : +3e + 3 × (−e) = 0 : la solution est neutre.
1. Une solution acide contient un excès d’ions H+. Diluer diminue ces ions mais ne crée pas d’ions HO− en excès : on se rapproche de l’eau pure, qui est neutre. La solution ne peut pas devenir basique.
2. Le pH tend vers 7 sans le dépasser.
3. On dilue plusieurs fois par 10 de l’acide de pH 3 en mesurant le pH au pH-mètre : on observe 4, 5, 6, puis une valeur proche de 7 (6,8 par exemple), jamais 9.
Comment progresser après ce corrigé
Retiens trois réflexes : une solution est toujours neutre électriquement ; on interprète un précipité avec le tableau des tests ; pour un pH, on compare toujours à 7 et on se rappelle qu’une dilution par 10 déplace le pH d’une unité vers 7. Refais les exercices 6 et 9 en changeant les valeurs de départ.