Chapitre 3 Correction des exercices

Exercice 9 p 50 Équation 3 Fe2O3(s) + CO(g) → 2 Fe3O4(s) + CO2(g) E.I. ni(Fe2O3) = ni(CO) = ni(Fe3O4) = 0 ni(CO2) = 0 8,52.10-3 5,21.10-3 ECT n(Fe2O3) = n(CO) = n(Fe3O4) = 2x n(CO2) = x ni(Fe2O3) – 3x ni(CO) - x E.F. nf(Fe2O3) = nf(CO) = nf(Fe3O4) = 2xmax nf CO2) = xmax ni(Fe2O3) – 3xmax ni(CO) - xmax x = 2,58.10-3 7,80.10-4 2,63.10-3 5,16.10-3 2,58.10-3

Exercice 12 p 50 1) 3) Première hypothèse : Fe2O3 réactif limitant Équation 3 Fe2O3(s) + CO(g) → 2 Fe3O4(s) + CO2(g) E.I. ni(Fe2O3) = ni(CO) = ni(Fe3O4) = 0 ni(CO2) = 0 8,52.10-3 5,21.10-3 ECT n(Fe2O3) = n(CO) = n(Fe3O4) = 2x n(CO2) = x ni(Fe2O3) – 3x ni(CO) - x E.F. nf(Fe2O3) = nf(CO) = nf(Fe3O4) = 2xmax nf (CO2) = xmax ni(Fe2O3) – 3xmax ni(CO) – xmax xmax = 2,84.10-3 2) 0 2,37.10-3 5,68.10-3 2,84.10-3 1) 3) Première hypothèse : Fe2O3 réactif limitant nf(Fe2O3) = 0 ni(Fe2O3) – 3xmax = 0 xmax = ni(Fe2O3) / 3 = 8,52.10-3 / 3 = 2,84.10-3 mol Deuxième hypothèse : CO réactif limitant nf(CO) = 0 ni(CO) –xmax = 0 hypothèse fausse xmax = ni(CO) = 8,52.10-3 mol > 2,84.10-3 mol

Exercice 26 Présentation des données : m(Fe2O3) = 20,0 t = 2,00.107 g m(Al) = 5,00 t = 5,00.106 g 1) Fe2O3(s) + 2 Al(s) →2 Fe(s) + Al2O3(s) Équation Fe2O3(s) + 2 Al(s) → 2 Fe(s) + Al2O3(s) E.I. ni(Fe2O3) = ni(Al) = ni(Fe) = 0 ni(Al2O3) = 0 1,25.105 1,85.105 ECT n(Fe2O3) = n(Al) = n(Fe) = 2x n(Al2O3) = x ni(Fe2O3) – x ni(Al) - 2x E.F. nf(Fe2O3) = nf(Al) = nf(Fe) = 2xmax nf(Al2O3) = xmax ni(Fe2O3) – xmax ni(Al) – 2xmax 2) Calcul de la quantité de matière initiale d'oxyde de fer III ni(Fe2O3) = m(Fe2O3) / M(Fe2O3) = m(Fe2O3) / [2 M(Fe) + 3 M(O)] A.N. : ni(Fe2O3) = 2,00.107 / ( 2 x 55,8 + 3 x 16,0) = 1,25.105 mol Calcul de la quantité de matière initiale d'aluminium ni(Al) = m(Al) / M(Al) = 5,00.106 / 27,0 = 1,85.105 mol

Première hypothèse : Fe2O3 réactif limitant nf(Fe2O3) = 0 ni(Fe2O3) – xmax = 0 hypothèse fausse xmax = ni(Fe2O3) = 1,25.105 mol Deuxième hypothèse : Al réactif limitant nf(Al) = 0 ni(Al) –xmax = 0 xmax = ni(Al) / 2 = 1,85.105/2 = 9,25.104 mol Équation Fe2O3(s) + 2 Al(s) → 2 Fe(s) + Al2O3(s) E.I. ni(Fe2O3) = ni(Al) = ni(Fe) = 0 ni(Al2O3) = 0 8,52.10-3 5,21.10-3 ECT n(Fe2O3) = n(Al) = n(Fe) = 2x n(Al2O3) = x ni(Fe2O3) – x ni(Al) - 2x E.F. nf(Fe2O3) = nf(Al) = nf(Fe) = 2xmax nf(Al2O3) = xmax ni(Fe2O3) – xmax ni(Al) – 2xmax xmax = 9,25.104 3,25.104 0 1,85.105 9,25.104

La masse finale correspondante est : Équation Fe2O3(s) + 2 Al(s) → 2 Fe(s) + Al2O3(s) xmax = 9,25.104 3,25.104 0 1,85.105 9,25.104 Pour Fe2O3 : nf(Fe2O3) = 3,25.104 mol La masse finale correspondante est : mf(Fe2O3) =nf(Fe2O3) x M(Fe2O3)= nf(Fe2O3) x [2 M(Fe) + 3 M(O)] A.N. : mf(Fe2O3) = 3,25.104 x ( 2 x 55,8 + 3 x 16,0) = 5,19.106 g ou 5,19 t Pour Al : mf(Al) = 0 puisque l'aluminium est complètement consommé par la réaction. pour Al2O3 : nf(Al2O3) = xmax = 9,25.104 mol mf(Al2O3) =nf(Al2O3) x M(Al2O3)= nf(Al2O3) x [2 M(Al) + 3 M(O)] A.N. : mf(Al2O3) = 9,25.104 x ( 2 x 27,0 + 3 x 16,0) = 9,44.106 g ou 9,44 t Pour Fe : nf(Fe) = 2xmax = 1,85.105 mol mf(Fe) = nf(Fe) x M(Fe) = 1,85.105 x 55,8 = 1,03.107 g ou 10,30 t

Chapitre 3 C’est fini…