Dix questions pour vérifier ta maîtrise de l’électrolyse : polarité des électrodes, critère d’évolution, bilans de charge et de matière. Choisis une seule réponse par question, puis lis l’explication.
Questions répondues : 0/10 · Bonnes réponses : 0
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Une électrolyse est…
Un générateur impose le sens d’évolution, opposé à l’évolution spontanée.
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Dans un électrolyseur, la cathode est reliée…
La cathode, siège de la réduction, reçoit les électrons du générateur : elle est reliée au pôle −.
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Que se passe-t-il à l’anode d’un électrolyseur ?
Anode = oxydation, quel que soit le dispositif ; elle est ici reliée à la borne +.
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Un générateur impose le sens direct alors que Qr,i > K. Que fait Qr ?
Dans le sens direct Qr augmente : comme Qr,i > K, il s’éloigne de K.
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Quelle demi-équation a lieu à la cathode lors de l’électrolyse du chlorure de cuivre(II) ?
À la cathode, Cu²⁺ capte deux électrons et se dépose en cuivre métallique.
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Une électrolyse dure 30 min avec I = 0,50 A. Quelle charge a traversé le circuit ?
Q = I × Δt = 0,50 × 1 800 = 900 C ; il faut convertir 30 min en 1 800 s.
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Une charge Q = 965 C est échangée à la cathode (Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu). Quelle quantité de cuivre se dépose ?
n(e⁻) = 965 ÷ 96 500 = 1,0 × 10⁻² mol, donc n(Cu) = n(e⁻) ÷ 2 = 5,0 × 10⁻³ mol.
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Que fait un accumulateur pendant sa charge ?
À la charge, un générateur force la transformation inverse de la décharge.
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Dans l’électrolyse de l’eau, quel est le rapport V(H₂) ÷ V(O₂) des gaz recueillis ?
2 H₂O → 2 H₂ + O₂ : deux moles de dihydrogène pour une de dioxygène.
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Pour doubler la masse de cuivre déposée à intensité constante, il faut…
m = M × I × Δt ÷ (z F) : m est proportionnelle à la durée à I constant.
Les notions passées en revue dans ce QCM électrolyse forcée
- Définition d’une transformation forcée et critère Qr / K
- Polarité et rôle des électrodes d’un électrolyseur
- Demi-équations des électrolyses usuelles
- Q = I × Δt = n(e⁻) × F
- Masse déposée et volumes de gaz
- Accumulateur : pile et électrolyseur
Le piège classique
Le piège classique : dire que l’anode est toujours le pôle positif. L’anode est l’électrode d’oxydation ; elle est le pôle − d’une pile mais elle est reliée à la borne + du générateur dans un électrolyseur. Autre piège : oublier z (nombre d’électrons de la demi-équation) ou ne pas convertir minutes et heures en secondes.
La bonne habitude
Commence toujours par le schéma : polarité du générateur, cathode relié au −, anode au +, sens des électrons dans les fils et des ions dans la solution. Écris ensuite les demi-équations puis enchaîne Q, n(e⁻) et la quantité de matière formée.
Questions fréquentes
Pourquoi appelle-t-on l’électrolyse une transformation forcée ?
Parce que le système chimique n’évoluerait pas dans ce sens tout seul : c’est le générateur qui impose le sens, en fournissant de l’énergie électrique.
Pourquoi une tension minimale est-elle nécessaire ?
Il faut une tension supérieure à une tension de seuil pour que les réactions aux électrodes aient lieu ; en dessous, aucun courant significatif ne traverse l’électrolyseur.
L’électrolyse produit-elle toujours la masse théorique de métal ?
Non : des réactions parasites, des pertes de dépôt et des erreurs de mesure peuvent diminuer la masse réelle, d’où un rendement faradique inférieur à 100 %.
Quelle différence entre pile et électrolyseur pour les électrodes ?
Dans les deux cas, anode = oxydation et cathode = réduction. Mais la cathode est le pôle + d’une pile et la borne − dans un électrolyseur, et inversement pour l’anode.