QCM17

Piles,

accumulateurs

et oxydoréduction

 

   

 

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Énoncé

A

B

C

Réponse

 

                Pile bouton                                  Schéma de la pile zinc-cuivre

 

 

1

Dans la pile bouton, l’électrolyte est :

L’acier

La potasse K+  + HO

Le graphite C

B

2

Dans la pile bouton l’oxyde de mercure HgO (s) :

Constitue l’électrolyte

Est une électrode

Est l’un des réactifs

C

3

Dans la pile zinc-cuivre, le courant :

Sort de l’électrode de cuivre

Traverse la pile de l’électrode de zinc vers l’électrode de cuivre

Rentre par l’électrode de cuivre

AB

4

Dans la pile zinc-cuivre, les électrons arrivant à l’électrode de cuivre :

Passent en solution

Sont captés par les ions Cu2+ (aq)

S’accumulent sur l’électrode

B

5

Dans la pile zinc-cuivre, des ions zinc II Zn2+ (aq)

Captent des électrons

Sont formés au niveau de l’électrode de zinc

Se déplacent dans la solution

BC

6

Dans la pile zinc-cuivre, le pont salin :

Assure le passage du courant

Contient des ions

Est constitué par un métal

AB

7

La polarité d’une électrode peut dépendre :

Seulement de l’électrode

Des deux couples constituant la pile

De la nature du pont salin

B

8

Pour le couple Ag+ (aq) / Ag (s) :

L’oxydant est Ag (s)

L’oxydant est Ag+ (aq)

Le réducteur est Ag (s)

BC

9

Pour la demi-équation redox :

Cl2 (g) + 2 e  = 2 Cl (aq)

Cl2 (g) est l’oxydant

Cl (aq) est le réducteur

Le couple mis en jeu s’écrit : Cl2 (g) / Cl (aq)

ABC

10

Une réaction d’oxydoréduction :

A lieu lorsqu’une pile fonctionne

Met toujours en jeu un transfert d’ions H+ (aq)

Met en jeu un transfert d’électrons

AC

11

La réaction suivante :

 

Met en jeu les couples :

Fe (s) / Fe2+ (aq) et

Zn (s) / Zn2+ (aq)

Est une réaction d’oxydoréduction

Correspond à la réduction des ions Fe2+ (aq) par Zn (s)

BC

12

Lorsqu’une pile fait circuler un courant électrique :

Ce courant sort de la borne

Les électrons qui circulent sortent par la borne

L’oxydant du couple correspondant à la borne  est réduit

AC

13

On considère la demi-équation redox suivante :

Fe3+ (aq) + e = 2 Fe2+ (aq)

Le réducteur est :

Fe2+ (aq)

e

Fe3+ (aq)

A

14

On considère la demi-équation redox suivante :

a I2 (g) + b e  = c I (aq)

les nombres stœchiométriques ajustés sont :

a = 1

b = 1

c = 1

a = 1

b = 2

c = 2

a = 1

b = 1

c = 2

B

15

On considère la réaction d’oxydoréduction suivante :

Alors :

Ag+ (aq) est l’oxydant du couple Ag+ (aq) / Cu (s)

Cu (s) est l’oxydant du couple Cu2+ (aq) / Cu (s)

Ag+ (aq) est l’oxydant du couple Ag+ (aq) / Ag (s)

C

16

Les deux demi-équations redox suivantes ont lieu lorsqu’une pile est en fonctionnement :

Fe (s) = Fe2+ (aq) + 2 e

Cu2+ (aq) + 2 e = Cu (s)

L’équation de la réaction d’oxydoréduction s’écrit :

 

 

 

 

A

17

Lors du fonctionnement d’une pile, les échanges d’électrons se font :

À l’intérieur de la solution

Dans le circuit extérieur

À la surface du conducteur métallique

C

18

Lors du fonctionnement d’une pile :

Des électrons arrivent au pôle

Des anions arrivent au pôle

Des électrons arrivent au pôle 

A

 

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

-    La pile zinc-cuivre :

 

 

-    Dans les solutions et le pont électrolytique ce sont les ions qui se déplacent et dans les fils conducteurs, ce sont les électrons.

-    Les porteurs de charge dans les métaux et le graphite sont les électrons. Les porteurs de charge dans les électrolytes sont les ions.

-    Le sens conventionnel du courant est lié en sens de déplacement des porteurs de charge positifs.

-    Le courant traverse le conducteur ohmique et l’ampèremètre en se déplaçant de la plaque de cuivre vers la plaque de zinc.

-    Les plaques métalliques, les fils de connexion, le conducteur ohmique et l’ampèremètre sont parcourus

-    par des électrons qui se déplacent en sens inverse du sens du courant.

-    Les solutions aqueuses ioniques sont le siège de déplacement d’ions.

-    Les ions positifs ou cations (Zn  2+, Cu 2+, …) se déplacent dans le sens du courant.

-    Les ion négatifs ou anions se déplacent dans le sens inverse du courant.

-    Lorsque les espèces chimiques participant à la réaction d’oxydoréduction sont séparées,

-    on peut réaliser un transfert spontané et indirect du réducteur vers l’oxydant,

-    par l’intermédiaire d’un conducteur métallique. Les piles fonctionnent sur ce principe.

2)- Force électrochimique d’une pile.

-    Pour mesurer la f.é.m. d’une pile ou d’un générateur, on utilise un voltmètre électronique.

-    Un voltmètre électronique possède une grande résistance interne.

-    En conséquence, lors de la mesure, la pile débite un courant d’intensité très faible.

-    La tension mesurée est sensiblement égale à la force électromotrice de la pile.

-    On peut écrire : U = (VCu VZN) I = 0 ECuZn ≈ 1,1 V

 

 

-    Fonctionnement d’une pile.

-    Le fonctionnement de la pile se déduit de la mesure de la f.é.m. ou du sens de déplacement du courant.

-    Exemple : Lorsque l’on mesure la f.é.m. de la pile zinc – cuivre, on trouve :

-    U = (VCu VZN) I = 0 ECuZn ≈ 1,1 V

-    Cette f.é.m. est positive.

-    Lors du fonctionnement de la pile Zinc – cuivre, le courant circule, à l’extérieur de la pile du pôle positif (électrode de cuivre) vers le pôle négatif (électrode de zinc).

-    En conséquence, les électrons, responsables du passage du courant dans le circuit extérieur (circuit électrique), se déplacent de l’électrode de zinc vers l’électrode de cuivre.

-    À l’électrode de zinc se produit une réaction qui cède des électrons, c’est une oxydation : c’est l’anode.

-    Zn (s) = Zn2+ + 2 e

-    À l’électrode de cuivre se produit une réaction qui consomme des électrons, c’est une réduction : c’est la cathode

-    Cu2+ (aq) + 2 e = Cu (s)

-    À l’intérieur de la pile, le courant électrique est dû à une double migration des ions positifs et négatifs se déplaçant en sens inverse.

-    Les cations se déplacent dans le sens du courant et les anions dans le sens inverse.

-    Lorsque la pile fonctionne :

-    La demi-pile Cu2+/ Cu consomme des ions cuivre II : leur concentration diminue.

-    La demi-pile Zn2+/ Zn forme des ions zinc II : leur concentration augmente.

-    L’électroneutralité de chaque solution est maintenue grâce à la circulation des ions dans le pont salin.

-    Les couples :

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