Sujet du bac 2025 de physique-chimie — Asie, jour 2 (général)

25-PYCJ2JA1 Page BACCALAURÉAT GÉNÉRAL ÉPREUVE D’ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ SESSION 2025 PHYSIQUE-CHIMIE JOUR 2 DURÉE DE L’ÉPREUVE : 3 h 30 L’usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé. L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège » est autorisé. Dès que ce sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet. Ce sujet comporte 9 pages numérotées de à . L’annexe en page 9 est à rendre avec la copie. 25-PYCJ2JA1 Page Exercice 1 – Batteries au lithium (9 points) Le 9 octobre 2019, le prix Nobel de chimie a récompensé trois scientifiques pour leurs recherches sur les batteries lithium-ion. Ces batteries rechargeables avec une capacité de stockage d'énergie inédite alimentent aujourd’hui de nombreux appareils électroniqu es et voitures électriques. Dans cet exercice, on s’intéresse d’abord à une méthode d’extraction du lithium puis au fonctionnement d’un type de batterie lithium-ion. Partie 1 – Extraction du lithium Le lithium peut être extrait de solutions aqueuses concen trées appelées saumures. La dissolution de carbonate de sodium Na2CO3(s) dans une saumure entraîne la formation d’un précipité de carbonate de lithium LiCO3(s) récupéré par filtration. On considère que 90 % du lithium initialement présent dans la saumure e st récupéré si la concentration en masse en ions carbonate présents dans le filtrat est au minimum égale à Cm0 = 60,0 g·L-1. Données : - Couples acido-basiques et pKA associés : o H2CO3(aq) / HCO3 - (aq) pKA1 = 6,3 o HCO3 - (aq) / CO3 2-(aq) pKA2 = 10,3 - Masse molaire des ions carbonate : M (CO3 2-(aq)) = 60,0 g·mol−1 Après avoir fait réagir une saumure avec du carbonate de sodium et filtré le mélange, un industriel souhaite savoir si l’objectif de récupérer 90 % du lithium présent dans la saumure est atteint. Un volume V = 200,0 mL d’une solution S est préparé en diluant au centième le filtrat obtenu. Un volume V1 = 5,0 mL de la solution …