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Physique-chimie (spécialité) 1ʳᵉ

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Réactions d’oxydoréduction

Oxydant, réducteur, oxydation et réduction, couple oxydant/réducteur ; la demi-équation électronique, d’un couple simple ou en milieu acide ; l’équation d’une réaction d’oxydoréduction établie à partir des deux couples ; le transfert d’électrons identifié à partir d’observations ; le suivi d’une transformation d’oxydoréduction par un tableau d’avancement et par les couleurs.

À propos de cette page
QCM de 36 questions sur l’oxydoréduction, en trois niveaux de douze : le vocabulaire (oxydant, réducteur, couple, place des électrons, tests), les applications (demi-équations en milieu acide, équations, avancement maximal, couleur finale), puis les raisonnements et les erreurs d’élèves à repérer. Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions
  1. Un oxydant est une espèce chimique capable de :

    • A. capter un ou plusieurs électrons
    • B. céder un ou plusieurs électrons
    • C. capter un ou plusieurs ions hydrogène H⁺
    • D. céder des atomes d’oxygène
    Réponse

    A. capter un ou plusieurs électrons — Par définition, l’oxydant capte des électrons ; c’est le réducteur qui en cède.

  2. Une oxydation est :

    • A. un gain d’électrons
    • B. une perte d’ions hydrogène H⁺
    • C. une perte d’électrons
    • D. un gain de neutrons
    Réponse

    C. une perte d’électrons — L’oxydation est la perte d’électrons subie par le réducteur ; le gain d’électrons est une réduction.

  3. Au cours d’une réaction d’oxydoréduction, l’oxydant :

    • A. est oxydé
    • B. est réduit
    • C. cède des électrons
    • D. reste inchangé
    Réponse

    B. est réduit — L’oxydant capte des électrons : il subit une réduction, il est réduit.

  4. Quelle écriture d’un couple oxydant/réducteur est correcte ?

    • A. Cu/Cu²⁺
    • B. Cu²⁺/Fe²⁺
    • C. Cu/Fe
    • D. Cu²⁺/Cu
    Réponse

    D. Cu²⁺/Cu — Un couple réunit les deux formes d’un même élément, l’oxydant écrit en premier : Cu²⁺/Cu.

  5. Dans une demi-équation électronique, les électrons s’écrivent :

    • A. du côté du réducteur
    • B. toujours à droite du signe = 
    • C. du côté de l’oxydant
    • D. des deux côtés du signe = 
    Réponse

    C. du côté de l’oxydant — Ox + n e⁻ = Red : l’oxydant capte les électrons, ils sont de son côté, quel que soit le sens de lecture.

  6. La demi-équation électronique du couple Zn²⁺/Zn s’écrit :

    • A. Zn²⁺ + 2 e⁻ = Zn
    • B. Zn + 2 e⁻ = Zn²⁺
    • C. Zn²⁺ = Zn + 2 e⁻
    • D. Zn²⁺ + e⁻ = Zn
    Réponse

    A. Zn²⁺ + 2 e⁻ = Zn — Électrons du côté de l’oxydant Zn²⁺, et charge conservée : +2 − 2 = 0.

  7. Pour ajuster l’oxygène d’une demi-équation en milieu acide, on ajoute :

    • A. des molécules de dioxygène O₂
    • B. des ions HO⁻
    • C. des atomes O
    • D. des molécules H₂O
    Réponse

    D. des molécules H₂O — En milieu acide, on dispose de H₂O et de H⁺ : l’oxygène s’ajuste avec des molécules d’eau.

  8. Dans Sn(s) + 2 H⁺(aq) → Sn²⁺(aq) + H₂(g), le réducteur est :

    • A. l’ion H⁺
    • B. l’étain métallique
    • C. le dihydrogène
    • D. l’ion Sn²⁺
    Réponse

    B. l’étain métallique — L’étain cède 2 électrons pour devenir Sn²⁺ : c’est le réducteur ; les ions H⁺, qui les captent, sont l’oxydant.

  9. Une réaction d’oxydoréduction est :

    • A. un transfert d’ions H⁺ entre deux couples
    • B. un transfert d’électrons entre deux couples
    • C. une réaction avec le dioxygène seulement
    • D. un échange d’électrons dans un seul couple
    Réponse

    B. un transfert d’électrons entre deux couples — Le réducteur d’un couple cède des électrons à l’oxydant d’un autre couple. Des ions H⁺ peuvent figurer dans les demi-équations, mais ce qui passe d’un couple à l’autre, ce sont des électrons.

  10. Avec la soude, une solution d’ions fer(III) donne un précipité :

    • A. de couleur verte
    • B. de couleur bleue
    • C. blanc, qui noircit à la lumière
    • D. de couleur rouille
    Réponse

    D. de couleur rouille — Hydroxyde de fer(III) : précipité rouille. Le vert signale les ions fer(II), le bleu les ions cuivre(II).

  11. Dans l’équation finale d’une réaction d’oxydoréduction, les électrons :

    • A. ne figurent plus : ils se compensent
    • B. figurent parmi les réactifs
    • C. figurent parmi les produits
    • D. figurent des deux côtés, en nombre égal
    Réponse

    A. ne figurent plus : ils se compensent — Les électrons cédés par le réducteur sont exactement ceux captés par l’oxydant : ils disparaissent à l’addition.

  12. Le diiode en solution est mis en évidence par :

    • A. la soude, qui donne un précipité vert
    • B. une bûchette incandescente
    • C. l’empois d’amidon, qui bleuit
    • D. le sulfate de cuivre anhydre
    Réponse

    C. l’empois d’amidon, qui bleuit — L’empois d’amidon prend une teinte bleu foncé en présence de diiode.

Niveau moyen ★★ — 12 questions
  1. Dans la demi-équation du couple ClO⁻/Cl⁻ en milieu acide, le nombre d’électrons vaut :

    • A. 1
    • B. 3
    • C. 4
    • D. 2
    Réponse

    D. 2 — ClO⁻ + 2 H⁺ + 2 e⁻ = Cl⁻ + H₂O : avant les électrons, la charge vaut −1 + 2 = +1 à gauche et −1 à droite, écart 2.

  2. Avec les couples Ag⁺/Ag et Pb²⁺/Pb, l’équation de la réaction entre les ions argent et le plomb est :

    • A. Ag⁺ + Pb → Ag + Pb²⁺
    • B. 2 Ag⁺ + Pb → 2 Ag + Pb²⁺
    • C. 2 Ag + Pb²⁺ → 2 Ag⁺ + Pb
    • D. Ag⁺ + 2 Pb → Ag + 2 Pb²⁺
    Réponse

    B. 2 Ag⁺ + Pb → 2 Ag + Pb²⁺ — Pb cède 2 électrons, chaque Ag⁺ en capte 1 : il faut 2 Ag⁺. Charges : +2 de chaque côté.

  3. Pour combiner Cr₂O₇²⁻ + 14 H⁺ + 6 e⁻ → 2 Cr³⁺ + 7 H₂O et Sn²⁺ → Sn⁴⁺ + 2 e⁻, on multiplie la seconde par :

    • A. 3
    • B. 2
    • C. 6
    • D. 12
    Réponse

    A. 3 — Il faut 6 électrons cédés pour 6 captés : 3 × 2 = 6.

  4. Dans la demi-équation NO₃⁻ + 3 H⁺ + 2 e⁻ = HNO₂ + H₂O, la charge de chaque membre vaut :

    • A. +1
    • B. −1
    • C. 0
    • D. +3
    Réponse

    C. 0 — À gauche, (−1) + 3 + (−2) = 0 ; à droite, HNO₂ et H₂O sont neutres : 0.

  5. Pour MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O, avec 1,0 × 10⁻³ mol de MnO₄⁻, 3,0 × 10⁻³ mol de Fe²⁺ et H⁺ en excès, l’avancement maximal vaut :

    • A. 6,0 × 10⁻⁴ mol
    • B. 1,0 × 10⁻³ mol
    • C. 3,0 × 10⁻³ mol
    • D. 2,0 × 10⁻⁴ mol
    Réponse

    A. 6,0 × 10⁻⁴ mol — MnO₄⁻ : x = 1,0 × 10⁻³ mol ; Fe²⁺ : 3,0 × 10⁻³ − 5x = 0 donne x = 6,0 × 10⁻⁴ mol, la plus petite valeur.

  6. Dans ce même mélange, à l’état final, la solution :

    • A. devient incolore : MnO₄⁻ est limitant
    • B. reste vert pâle : Fe²⁺ est en excès
    • C. devient incolore : mélange stœchiométrique
    • D. reste violette : MnO₄⁻ est en excès
    Réponse

    D. reste violette : MnO₄⁻ est en excès — Les ions Fe²⁺ sont limitants ; il reste 1,0 × 10⁻³ − 6,0 × 10⁻⁴ = 4,0 × 10⁻⁴ mol d’ions permanganate, violets.

  7. Un prélèvement d’une solution inconnue donne un précipité vert avec la soude. On en déduit la présence :

    • A. d’ions fer(III)
    • B. d’ions cuivre(II)
    • C. d’ions fer(II)
    • D. de diiode
    Réponse

    C. d’ions fer(II) — Le précipité vert d’hydroxyde de fer(II) signale les ions Fe²⁺.

  8. Quand l’eau oxygénée joue le rôle d’oxydant, son couple est :

    • A. O₂/H₂O₂
    • B. H₂O₂/H₂O
    • C. H₂O/H₂O₂
    • D. H₂O₂/O₂
    Réponse

    B. H₂O₂/H₂O — Oxydant, H₂O₂ capte des électrons et devient H₂O : couple H₂O₂/H₂O. Dans O₂/H₂O₂, elle est le réducteur.

  9. Dans Cl₂ + 2 I⁻ → 2 Cl⁻ + I₂, l’espèce oxydée est :

    • A. le dichlore
    • B. l’ion chlorure
    • C. l’ion iodure
    • D. le diiode
    Réponse

    C. l’ion iodure — Les ions iodure perdent des électrons pour former I₂ : ils sont oxydés. Le dichlore est réduit.

  10. Dans la demi-équation du couple CH₃COOH/CH₃CHO (acide éthanoïque / éthanal) en milieu acide, le nombre d’électrons vaut :

    • A. 2
    • B. 4
    • C. 1
    • D. 3
    Réponse

    A. 2 — CH₃COOH + 2 H⁺ + 2 e⁻ = CH₃CHO + H₂O : une H₂O pour l’oxygène, 2 H⁺ pour l’hydrogène, puis 2 électrons pour la charge.

  11. Pour I₂ + 2 S₂O₃²⁻ → 2 I⁻ + S₄O₆²⁻, consommer exactement 2,0 × 10⁻⁴ mol de diiode demande une quantité d’ions thiosulfate de :

    • A. 2,0 × 10⁻⁴ mol
    • B. 4,0 × 10⁻⁴ mol
    • C. 1,0 × 10⁻⁴ mol
    • D. 8,0 × 10⁻⁴ mol
    Réponse

    B. 4,0 × 10⁻⁴ mol — Mélange stœchiométrique : n(S₂O₃²⁻) = 2 × n(I₂) = 4,0 × 10⁻⁴ mol.

  12. Une solution violette de permanganate devient incolore quand on y ajoute un réducteur. Cela signifie que :

    • A. les ions MnO₄⁻ ont été oxydés
    • B. les ions Mn²⁺ formés sont violets
    • C. le réducteur était en défaut
    • D. les ions MnO₄⁻ ont été entièrement consommés
    Réponse

    D. les ions MnO₄⁻ ont été entièrement consommés — Le violet est dû à MnO₄⁻ : sa disparition montre que l’ion permanganate, réduit en Mn²⁺ presque incolore, était limitant.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions
  1. Un élève écrit Fe²⁺ + 2 e⁻ = Fe³⁺ pour le couple Fe³⁺/Fe²⁺. Son erreur :

    • A. il manque des ions H⁺ pour ajuster
    • B. électrons du côté du réducteur et charge non conservée
    • C. le fer n’est pas ajusté
    • D. aucune : l’écriture est juste
    Réponse

    B. électrons du côté du réducteur et charge non conservée — Il faut Fe³⁺ + e⁻ = Fe²⁺ : électrons du côté de l’oxydant, et +3 − 1 = +2. Chez l’élève, +2 − 2 = 0 ≠ +3.

  2. Dans l’aluminothermie, Fe₂O₃ + 2 Al → 2 Fe + Al₂O₃, l’oxyde étant formé d’ions Fe³⁺ et O²⁻, l’espèce oxydée est :

    • A. l’aluminium
    • B. le fer de l’oxyde
    • C. l’ion oxyde O²⁻
    • D. l’oxyde d’aluminium
    Réponse

    A. l’aluminium — Al → Al³⁺ + 3 e⁻ : l’aluminium est oxydé ; les ions Fe³⁺ captent ces électrons et sont réduits en fer. Les ions O²⁻ ne changent pas.

  3. L’ion Fe²⁺ peut se comporter :

    • A. seulement en oxydant
    • B. seulement en réducteur
    • C. ni en oxydant ni en réducteur : il est stable
    • D. en oxydant ou en réducteur, selon le partenaire
    Réponse

    D. en oxydant ou en réducteur, selon le partenaire — Il est l’oxydant du couple Fe²⁺/Fe et le réducteur du couple Fe³⁺/Fe²⁺.

  4. Après addition de deux demi-équations, on trouve 10 H⁺ à gauche et 4 H⁺ à droite. L’équation finale comporte :

    • A. 14 H⁺ à gauche
    • B. 10 H⁺ à gauche et 4 à droite
    • C. 6 H⁺ à gauche
    • D. 6 H⁺ à droite
    Réponse

    C. 6 H⁺ à gauche — On retire 4 H⁺ de chaque côté : il reste 10 − 4 = 6 H⁺ à gauche.

  5. Une même espèce est à la fois oxydée et réduite dans :

    • A. Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂
    • B. Fe + 2 Fe³⁺ → 3 Fe²⁺
    • C. Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl
    • D. Cl₂ + 2 HO⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O
    Réponse

    D. Cl₂ + 2 HO⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O — Le dichlore donne Cl⁻ (il est réduit) et ClO⁻ (il est oxydé) : c’est ainsi qu’on fabrique l’eau de Javel. Avec le fer, deux espèces différentes, Fe et Fe³⁺, donnent le même produit.

  6. On mélange 1,0 × 10⁻³ mol de Cr₂O₇²⁻ et 3,0 × 10⁻³ mol de Fe²⁺ : Cr₂O₇²⁻ + 6 Fe²⁺ + 14 H⁺ → 2 Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ + 7 H₂O, H⁺ en excès. À l’état final, il reste :

    • A. 2,0 × 10⁻³ mol d’ions fer(II)
    • B. 5,0 × 10⁻⁴ mol d’ions dichromate
    • C. aucun réactif : mélange stœchiométrique
    • D. 1,0 × 10⁻³ mol d’ions dichromate
    Réponse

    B. 5,0 × 10⁻⁴ mol d’ions dichromate — Fe²⁺ : 3,0 × 10⁻³ − 6x = 0 donne x = 5,0 × 10⁻⁴ mol ; Cr₂O₇²⁻ : x = 1,0 × 10⁻³ mol. Fe²⁺ limitant, il reste 1,0 × 10⁻³ − 5,0 × 10⁻⁴ = 5,0 × 10⁻⁴ mol de dichromate.

  7. On mélange deux solutions incolores, l’une d’iodure de potassium, l’autre de peroxodisulfate de sodium (couple S₂O₈²⁻/SO₄²⁻) : le mélange brunit peu à peu. On en déduit que :

    • A. les ions iodure sont oxydés en diiode
    • B. les ions iodure sont réduits en diiode
    • C. les ions peroxodisulfate sont oxydés
    • D. les ions sulfate formés sont bruns
    Réponse

    A. les ions iodure sont oxydés en diiode — La teinte brune signale le diiode, formé à partir des ions iodure qui perdent des électrons : ils sont oxydés (2 I⁻ → I₂ + 2 e⁻). Les ions S₂O₈²⁻ captent ces électrons et sont réduits en ions sulfate, incolores.

  8. Un élève additionne Ce⁴⁺ + e⁻ → Ce³⁺ et Sn²⁺ → Sn⁴⁺ + 2 e⁻ sans rien multiplier et écrit Ce⁴⁺ + Sn²⁺ → Ce³⁺ + Sn⁴⁺. Ce qui ne va pas :

    • A. l’étain n’est pas conservé
    • B. il faut garder les électrons
    • C. la charge : +6 à gauche, +7 à droite
    • D. rien : l’équation est ajustée
    Réponse

    C. la charge : +6 à gauche, +7 à droite — Ce⁴⁺ capte 1 électron, Sn²⁺ en cède 2 : il fallait 2 Ce⁴⁺, soit 2 Ce⁴⁺ + Sn²⁺ → 2 Ce³⁺ + Sn⁴⁺ (+10 de chaque côté).

  9. En milieu acide, la demi-équation du couple SO₄²⁻/S (soufre solide) comporte :

    • A. 6 électrons
    • B. 2 électrons
    • C. 8 électrons
    • D. 4 électrons
    Réponse

    A. 6 électrons — SO₄²⁻ + 8 H⁺ + 6 e⁻ = S + 4 H₂O : 4 H₂O, 8 H⁺, puis charges −2 + 8 = +6 et 0, écart 6.

  10. Dans une demi-équation ajustée, le nombre d’électrons est égal à :

    • A. le nombre d’atomes d’oxygène de l’oxydant
    • B. le nombre d’ions H⁺ ajoutés pour l’hydrogène
    • C. l’écart de charge entre les deux formes du couple
    • D. la charge portée par l’oxydant seul
    Réponse

    C. l’écart de charge entre les deux formes du couple — Une fois les éléments ajustés, les électrons compensent l’écart de charge entre les deux membres.

  11. Dans le couple O₂/H₂O₂, le peroxyde d’hydrogène H₂O₂ est :

    • A. l’oxydant
    • B. un ion spectateur
    • C. un catalyseur
    • D. le réducteur
    Réponse

    D. le réducteur — O₂ + 2 H⁺ + 2 e⁻ = H₂O₂ : H₂O₂ est la forme réduite du couple, le réducteur. Elle est l’oxydant du couple H₂O₂/H₂O.

  12. Une demi-équation s’écrit avec « = » plutôt qu’avec « → » parce que :

    • A. elle décrit toujours une transformation totale
    • B. l’échange peut se faire dans les deux sens
    • C. les électrons y sont des réactifs
    • D. elle n’est pas encore ajustée
    Réponse

    B. l’échange peut se faire dans les deux sens — Selon le partenaire, la forme oxydée capte des électrons ou la forme réduite en cède : le signe = laisse le sens ouvert.

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