Chimie 3ᵉ
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Les réactions d'oxydo-réduction
Transfert d'électrons, oxydants et réducteurs courants
Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 3ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.
À propos de cette page
Ces exercices corrigés sur « Les réactions d'oxydo-réduction » en troisième permettent de s'entraîner et de vérifier ses acquis en chimie. Ils suivent le programme officiel de troisième et sont classés par difficulté (facile, moyen, difficile). Au programme : Une expérience : le fer dans le sulfate de cuivre, Oxydant, réducteur, couples et demi-équations, Écrire l'équation bilan, Classer les métaux : l'échelle de réactivité. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » : la correction est immédiate et tolère majuscules, espaces et ponctuation. Cet entraînement aide à mémoriser les méthodes, repérer ses erreurs et gagner en confiance avant un contrôle. Exercices gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour réviser chimie en troisième.
Entraîne-toi par niveau. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » (ou tape Entrée). La correction tolère majuscules, espaces et ponctuation.
Facile
Ex. 1 — Le vocabulaireComplète chaque phrase.
Une espèce qui gagne des électrons est un .
L'oxydant obtient des électrons : il est réduit.Une espèce qui perd des électrons est un .
Le réducteur rend des électrons : il est oxydé.La perte d'électrons par une espèce s'appelle une .
Exemple : Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻.Le gain d'électrons par une espèce s'appelle une .
Exemple : Ag⁺ + e⁻ → Ag.Dans le couple Fe²⁺/Fe, l'oxydant est .
Dans un couple Ox/Red, l'oxydant s'écrit à gauche.Une réaction d'oxydoréduction est un transfert d' entre un réducteur et un oxydant.
Pas d'atomes d'oxygène nécessairement : des électrons.Voir le corrigé
- oxydant — L'oxydant obtient des électrons : il est réduit.
- réducteur — Le réducteur rend des électrons : il est oxydé.
- oxydation — Exemple : Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻.
- réduction — Exemple : Ag⁺ + e⁻ → Ag.
- Fe2+ — Dans un couple Ox/Red, l'oxydant s'écrit à gauche.
- électrons — Pas d'atomes d'oxygène nécessairement : des électrons.
Ex. 2 — Qui est oxydé, qui est réduit ?Pour chaque réaction, écris la formule demandée (par exemple Cu2+).
Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu : l'espèce oxydée est
Le zinc passe de Zn à Zn²⁺ : il a perdu 2 électrons.Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu : l'oxydant est
Il gagne les 2 électrons et devient du cuivre métal.Cu + 2 Ag⁺ → Cu²⁺ + 2 Ag : le réducteur est
Ici, le cuivre métal cède ses électrons aux ions argent.Fe + 2 H⁺ → Fe²⁺ + H₂ : l'oxydant est
Les ions H⁺ gagnent des électrons pour former H₂ : l'attaque d'un métal par un acide est une oxydoréduction.2 Mg + O₂ → 2 MgO : l'espèce réduite est
O₂ + 4 e⁻ → 2 O²⁻ : le dioxygène est réduit, le magnésium oxydé.Cu + 2 Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2 Fe²⁺ : combien d'électrons chaque ion Fe³⁺ gagne-t-il ?
Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺ ; il en faut deux pour prendre les 2 électrons du cuivre.Voir le corrigé
- Zn — Le zinc passe de Zn à Zn²⁺ : il a perdu 2 électrons.
- Cu2+ — Il gagne les 2 électrons et devient du cuivre métal.
- Cu — Ici, le cuivre métal cède ses électrons aux ions argent.
- H+ — Les ions H⁺ gagnent des électrons pour former H₂ : l'attaque d'un métal par un acide est une oxydoréduction.
- O2 — O₂ + 4 e⁻ → 2 O²⁻ : le dioxygène est réduit, le magnésium oxydé.
- 1 — Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺ ; il en faut deux pour prendre les 2 électrons du cuivre.
Moyen
Ex. 3 — Demi-équationsÉcris le nombre d'électrons manquant.
Al → Al³⁺ + e⁻
Trois charges + apparaissent : trois électrons partent.Ag⁺ + e⁻ → Ag
Une seule charge à compenser.Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺
De +3 à +2 : un électron gagné.O₂ + e⁻ → 2 O²⁻
Deux ions oxyde à 2− chacun : 4 électrons.2 H⁺ + e⁻ → H₂
Deux charges + à annuler.Sn → Sn²⁺ + e⁻
L'étain des boîtes de conserve s'oxyde en cédant 2 électrons.Voir le corrigé
- 3 — Trois charges + apparaissent : trois électrons partent.
- 1 — Une seule charge à compenser.
- 1 — De +3 à +2 : un électron gagné.
- 4 — Deux ions oxyde à 2− chacun : 4 électrons.
- 2 — Deux charges + à annuler.
- 2 — L'étain des boîtes de conserve s'oxyde en cédant 2 électrons.
Ex. 4 — Écrire le bilanÉcris l'équation bilan ajustée (par exemple : Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu).
Zinc dans une solution d'ions argent Ag⁺ :
Zn + 2 Ag⁺ → Zn²⁺ + 2 Ag2 électrons cédés par Zn, 1 capté par chaque Ag⁺ : deux Ag⁺.Aluminium dans une solution de sulfate de cuivre (ions Cu²⁺) :
2 Al + 3 Cu²⁺ → 2 Al³⁺ + 3 Cu6 électrons échangés : 2 Al (2 × 3) et 3 Cu²⁺ (3 × 2).Magnésium dans une solution d'ions fer II :
Mg + Fe²⁺ → Mg²⁺ + Fe2 électrons de chaque côté : un pour un.Cuivre dans une solution de chlorure de fer III (ions Fe³⁺, produits : Cu²⁺ et Fe²⁺) :
Cu + 2 Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2 Fe²⁺Charges : +6 = +2 + 4. C'est la réaction qui grave les circuits imprimés.Combien d'électrons sont échangés au total dans 2 Al + 3 Cu²⁺ → 2 Al³⁺ + 3 Cu ?
2 × 3 = 3 × 2 = 6.Voir le corrigé
- Réponse libre — exemple : Zn + 2 Ag⁺ → Zn²⁺ + 2 Ag — 2 électrons cédés par Zn, 1 capté par chaque Ag⁺ : deux Ag⁺.
- Réponse libre — exemple : 2 Al + 3 Cu²⁺ → 2 Al³⁺ + 3 Cu — 6 électrons échangés : 2 Al (2 × 3) et 3 Cu²⁺ (3 × 2).
- Réponse libre — exemple : Mg + Fe²⁺ → Mg²⁺ + Fe — 2 électrons de chaque côté : un pour un.
- Réponse libre — exemple : Cu + 2 Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2 Fe²⁺ — Charges : +6 = +2 + 4. C'est la réaction qui grave les circuits imprimés.
- 6 — 2 × 3 = 3 × 2 = 6.
Difficile
Ex. 5 — Prévoir avec l'échelleÉchelle du plus réducteur au moins réducteur : Mg, Al, Zn, Fe, (H), Cu, Ag, Au. Réponds « oui » ou « non », ou explique.
Une lame de cuivre plongée dans une solution d'ions zinc Zn²⁺ : réaction ?
Le cuivre est moins réducteur que le zinc : il ne peut pas réduire Zn²⁺.Un fil de fer plongé dans une solution de nitrate d'argent : réaction ?
Fe est avant Ag : dépôt d'argent, Fe + 2 Ag⁺ → Fe²⁺ + 2 Ag.Une pièce en argent dans de l'acide chlorhydrique : réaction ?
L'argent est après H dans l'échelle : pas de dihydrogène.Un ruban de magnésium dans de l'acide chlorhydrique : réaction ?
Mg est très réducteur : effervescence vive, Mg + 2 H⁺ → Mg²⁺ + H₂.On veut stocker une solution de sulfate de cuivre. Récipient en zinc, en fer ou en verre ? Justifie.
En verre : le zinc et le fer, plus réducteurs que le cuivre, réduiraient les ions Cu²⁺ et se dissoudraient (Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu).Le récipient doit être fait d'un matériau qui ne réagit pas.Un métal inconnu X donne un dépôt de cuivre dans Cu²⁺, mais rien dans Fe²⁺. Situe-le dans l'échelle.
X est entre le fer et le cuivre : plus réducteur que le cuivre (il réduit Cu²⁺), moins réducteur que le fer (il ne réduit pas Fe²⁺). Ce pourrait être l'étain ou le plomb.Deux tests suffisent à encadrer un métal.Voir le corrigé
- non — Le cuivre est moins réducteur que le zinc : il ne peut pas réduire Zn²⁺.
- oui — Fe est avant Ag : dépôt d'argent, Fe + 2 Ag⁺ → Fe²⁺ + 2 Ag.
- non — L'argent est après H dans l'échelle : pas de dihydrogène.
- oui — Mg est très réducteur : effervescence vive, Mg + 2 H⁺ → Mg²⁺ + H₂.
- Réponse libre — exemple : En verre : le zinc et le fer, plus réducteurs que le cuivre, réduiraient les ions Cu²⁺ et se dissoudraient (Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu). — Le récipient doit être fait d'un matériau qui ne réagit pas.
- Réponse libre — exemple : X est entre le fer et le cuivre : plus réducteur que le cuivre (il réduit Cu²⁺), moins réducteur que le fer (il ne réduit pas Fe²⁺). Ce pourrait être l'étain ou le plomb. — Deux tests suffisent à encadrer un métal.
Ex. 6 — Corrosion : raisonnerRéponds en une ou deux phrases.
Une boîte de conserve en acier étamé (couche d'étain) rouille très vite dès qu'elle est rayée, alors qu'une tôle galvanisée (couche de zinc) rayée ne rouille pas. Explique.
Le zinc est plus réducteur que le fer : rayé, c'est lui qui s'oxyde et protège le fer. L'étain est moins réducteur que le fer : rayé, c'est le fer qui s'oxyde à la place de l'étain, encore plus vite que seul.Un métal plus réducteur protège ; un métal moins réducteur accélère la corrosion.Pourquoi l'aluminium, pourtant très réducteur, ne se corrode-t-il pas comme le fer ?
Il s'oxyde immédiatement en surface, mais son oxyde (alumine) forme une pellicule étanche et adhérente qui bloque le dioxygène ; la rouille du fer, poreuse, laisse la corrosion continuer.Ce n'est pas la réactivité qui compte, c'est la qualité de la couche d'oxyde.Un bateau en acier porte des blocs de zinc boulonnés sous la ligne de flottaison. À quoi servent-ils et pourquoi doit-on les changer régulièrement ?
Ce sont des anodes sacrificielles : le zinc, plus réducteur que le fer, s'oxyde à la place de la coque (Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻). Il se consomme et doit être remplacé avant d'avoir disparu.Le zinc « se sacrifie » : d'où le nom.Une pomme coupée arrosée de jus de citron ne brunit pas. Quel rôle joue la vitamine C du citron ?
C'est un réducteur (antioxydant) : elle réagit avec le dioxygène de l'air avant les molécules du fruit, qui restent intactes.Même logique que l'anode sacrificielle, en cuisine.Voir le corrigé
- Réponse libre — exemple : Le zinc est plus réducteur que le fer : rayé, c'est lui qui s'oxyde et protège le fer. L'étain est moins réducteur que le fer : rayé, c'est le fer qui s'oxyde à la place de l'étain, encore plus vite que seul. — Un métal plus réducteur protège ; un métal moins réducteur accélère la corrosion.
- Réponse libre — exemple : Il s'oxyde immédiatement en surface, mais son oxyde (alumine) forme une pellicule étanche et adhérente qui bloque le dioxygène ; la rouille du fer, poreuse, laisse la corrosion continuer. — Ce n'est pas la réactivité qui compte, c'est la qualité de la couche d'oxyde.
- Réponse libre — exemple : Ce sont des anodes sacrificielles : le zinc, plus réducteur que le fer, s'oxyde à la place de la coque (Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻). Il se consomme et doit être remplacé avant d'avoir disparu. — Le zinc « se sacrifie » : d'où le nom.
- Réponse libre — exemple : C'est un réducteur (antioxydant) : elle réagit avec le dioxygène de l'air avant les molécules du fruit, qui restent intactes. — Même logique que l'anode sacrificielle, en cuisine.
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