Chimie 4ᵉ
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Les réactions d'oxydo-réduction
Oxydation, réduction, combustion et rouille
Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 4ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.
À propos de cette page
Ces exercices corrigés sur « Les réactions d'oxydo-réduction » en quatrième permettent de s'entraîner et de vérifier ses acquis en chimie. Ils suivent le programme officiel de quatrième et sont classés par difficulté (facile, moyen, difficile). Au programme : Les métaux s'oxydent : combustion vive et oxydation lente, La rouille : conditions et protection, Oxydant, réducteur : un transfert d'électrons, Un métal dans une solution d'ions métalliques. 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 quatrième.
Entraîne-toi par niveau. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » (ou tape Entrée). La correction tolère majuscules, espaces et ponctuation.
Facile
Ex. 1Complète avec le mot du chapitre.
L'espèce qui cède des électrons est le .
Le réducteur est oxydé.L'espèce qui capte des électrons est l'.
L'oxydant est réduit.Le solide formé quand un métal réagit avec le dioxygène est un métallique.
Oxyde de fer, oxyde de magnésium…Dans une combustion, le dioxygène joue le rôle de (combustible / comburant).
Le combustible est ce qui brûle.Le gaz mortel formé par une combustion incomplète est le .
Invisible et inodore.Voir le corrigé
- réducteur — Le réducteur est oxydé.
- oxydant — L'oxydant est réduit.
- oxyde — Oxyde de fer, oxyde de magnésium…
- comburant — Le combustible est ce qui brûle.
- monoxyde de carbone — Invisible et inodore.
Ex. 2Complète l'équation (formule ou coefficient manquant).
2 Mg + O2 → 2
Oxyde de magnésium.4 Al + O2 → 2 Al2O3 (coefficient)
6 atomes d'oxygène à droite = 3 molécules O₂.2 Cu + O2 → 2
Oxyde de cuivre, noir. Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (coefficient)
2 × 2 = 4 atomes de fer à droite.2 Zn + O2 → ZnO (coefficient)
Deux atomes de zinc, deux atomes d'oxygène.Voir le corrigé
- MgO — Oxyde de magnésium.
- 3 — 6 atomes d'oxygène à droite = 3 molécules O₂.
- CuO — Oxyde de cuivre, noir.
- 4 — 2 × 2 = 4 atomes de fer à droite.
- 2 — Deux atomes de zinc, deux atomes d'oxygène.
Moyen
Ex. 3Identifie l'oxydant ou le réducteur demandé (nom ou formule).
Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu : le réducteur est .
Le zinc cède deux électrons.Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu : l'oxydant est .
Cu²⁺ capte les électrons et devient du cuivre métallique.Cu + 2 Ag⁺ → Cu²⁺ + 2 Ag : l'espèce oxydée est .
Le cuivre perd des électrons : il est oxydé.Fe + 2 H⁺ → Fe²⁺ + H2 : l'oxydant est .
Les ions H⁺ captent les électrons et forment H₂.2 Mg + O2 → 2 MgO : l'espèce réduite est .
Le dioxygène capte les électrons du magnésium.Voir le corrigé
- le zinc — Le zinc cède deux électrons.
- l'ion cuivre — Cu²⁺ capte les électrons et devient du cuivre métallique.
- le cuivre — Le cuivre perd des électrons : il est oxydé.
- l'ion hydrogène — Les ions H⁺ captent les électrons et forment H₂.
- le dioxygène — Le dioxygène capte les électrons du magnésium.
Ex. 4Un clou en fer est plongé dans une solution de sulfate de cuivre. Interprète chaque observation.
Un dépôt rouge se forme sur le clou : c'est du .
Cuivre métallique formé par réduction des ions Cu²⁺.La solution perd sa couleur bleue : les ions ont été consommés (formule).
Ce sont eux qui colorent la solution en bleu.Après réaction, la soude donne un précipité vert : la solution contient des ions (formule).
Précipité vert = ions fer (II).On plonge un fil de cuivre propre dans la solution obtenue en fin d'expérience. Quel métal se dépose sur le fil ? Écris « aucun » si rien ne se dépose.
Le cuivre est moins réactif que le fer : il ne peut pas réduire les ions fer formés, aucun dépôt n'apparaît. Erreur à éviter : croire que la réaction marche dans les deux sens.Écris l'équation de la réaction entre le fer et les ions cuivre.
Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + CuLes ions sulfate ne figurent pas : ils sont spectateurs.Voir le corrigé
- cuivre — Cuivre métallique formé par réduction des ions Cu²⁺.
- Cu2+ — Ce sont eux qui colorent la solution en bleu.
- Fe2+ — Précipité vert = ions fer (II).
- aucun — Le cuivre est moins réactif que le fer : il ne peut pas réduire les ions fer formés, aucun dépôt n'apparaît. Erreur à éviter : croire que la réaction marche dans les deux sens.
- Réponse libre — exemple : Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu — Les ions sulfate ne figurent pas : ils sont spectateurs.
Difficile
Ex. 5Masses et proportions. Donnée : 2,8 g de fer donnent 4,0 g d'oxyde de fer ; 2,4 g de magnésium donnent 4,0 g d'oxyde de magnésium.
Masse de dioxygène consommée pour oxyder 2,8 g de fer, en g :
4,0 − 2,8 = 1,2 g (conservation de la masse).Masse d'oxyde de fer obtenue à partir de 5,6 g de fer, en g :
Deux fois plus de fer → deux fois plus d'oxyde.Masse de dioxygène consommée pour oxyder 2,4 g de magnésium, en g :
4,0 − 2,4 = 1,6 g.Masse de magnésium nécessaire pour obtenir 10 g d'oxyde de magnésium, en g :
10 ÷ 4,0 = 2,5 ; 2,5 × 2,4 = 6 g.Une laine de fer pèse 2,0 g avant et 2,3 g après une combustion incomplète. Tout le fer a-t-il réagi ? Explique.
Non : 2,0 g de fer entièrement oxydés donneraient 2,0 × 4,0 ÷ 2,8 ≈ 2,9 g d'oxyde. Avec 2,3 g, seule une partie du fer s'est oxydée.Compare la masse obtenue à celle attendue pour une oxydation complète.Voir le corrigé
- 1,2 — 4,0 − 2,8 = 1,2 g (conservation de la masse).
- 8 — Deux fois plus de fer → deux fois plus d'oxyde.
- 1,6 — 4,0 − 2,4 = 1,6 g.
- 6 — 10 ÷ 4,0 = 2,5 ; 2,5 × 2,4 = 6 g.
- Réponse libre — exemple : Non : 2,0 g de fer entièrement oxydés donneraient 2,0 × 4,0 ÷ 2,8 ≈ 2,9 g d'oxyde. Avec 2,3 g, seule une partie du fer s'est oxydée. — Compare la masse obtenue à celle attendue pour une oxydation complète.
Ex. 6Raisonner : réponds en une ou deux phrases.
Un vélo laissé sous un abri sec ne rouille presque pas, alors qu'il rouille vite au bord de la mer. Explique.
La rouille exige dioxygène et eau ; sous abri sec l'eau manque. Au bord de la mer, l'air est humide et salé, et le sel accélère la corrosion.Deux conditions nécessaires + un accélérateur.Pourquoi une couche de peinture rayée ne protège-t-elle plus le fer, alors qu'une couche de zinc rayée le protège encore ?
La peinture n'est qu'une barrière : rayée, l'air et l'eau atteignent le fer. Le zinc, plus réactif que le fer, s'oxyde à sa place même autour de la rayure.Barrière physique contre protection chimique.Un élève dit : « oxydation veut dire réaction avec l'oxygène ». Pourquoi est-ce incomplet ?
Une oxydation est une perte d'électrons : le fer est aussi oxydé par les ions Cu²⁺ ou par les ions H⁺ d'un acide, sans aucun oxygène.Le dioxygène n'est qu'un oxydant parmi d'autres.Pourquoi une flamme jaune et fuligineuse sur une gazinière est-elle un signal d'alarme ?
Elle indique une combustion incomplète, par manque de dioxygène : il se forme de la suie et du monoxyde de carbone, gaz mortel. Il faut aérer et faire régler l'appareil.Flamme bleue = combustion complète.Voir le corrigé
- Réponse libre — exemple : La rouille exige dioxygène et eau ; sous abri sec l'eau manque. Au bord de la mer, l'air est humide et salé, et le sel accélère la corrosion. — Deux conditions nécessaires + un accélérateur.
- Réponse libre — exemple : La peinture n'est qu'une barrière : rayée, l'air et l'eau atteignent le fer. Le zinc, plus réactif que le fer, s'oxyde à sa place même autour de la rayure. — Barrière physique contre protection chimique.
- Réponse libre — exemple : Une oxydation est une perte d'électrons : le fer est aussi oxydé par les ions Cu²⁺ ou par les ions H⁺ d'un acide, sans aucun oxygène. — Le dioxygène n'est qu'un oxydant parmi d'autres.
- Réponse libre — exemple : Elle indique une combustion incomplète, par manque de dioxygène : il se forme de la suie et du monoxyde de carbone, gaz mortel. Il faut aérer et faire régler l'appareil. — Flamme bleue = combustion complète.
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