Feuille d'activités de la leçon : Potentiel d’une cellule électrochimique Chimie

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer le potentiel standard des cellules galvaniques en utilisant les valeurs de la série électrochimique.

Q1:

Détermine le potentiel standard d'électrode de la cellule galvanique avec la réaction générale suivante :2Ag()+Fe()2Ag()+Fe()+2+aqssaq

Demi-équationAg()+eAg()+aqsFe()+2eFe()2+aqs
Potentiel d'électrode standard,𝐸 (V)+0,79960,447

Q2:

Une cellule galvanique est constituée d'une électrode Mg dans une solution à 1 mol/L de Mg(NO)32 et d'une électrode Ag dans une solution à 1 mol/L d'AgNO3. Quel est le potentiel cellulaire standard?

Demi-équationMg()+2eMg()2+aqsAg()+eAg()+aqs
Potentiel d'électrode standard, 𝐸 (V)2,372+0,7996

Q3:

En utilisant les potentiels d'électrode standard dans le tableau ci-dessous, calcule le potentiel de cellule standard pour une cellule galvanique composée des demi-piles Au3+/Au et Ni2+/Ni.

Demi-équationAu()+3eAu()3+aqsNi()+2eNi()+aqs
Potentiel d'électrode standard,𝐸 (V)+1,4980,257
  • A1,241 V
  • B1,755 V
  • C1,755 V
  • D1,241 V

Q4:

En utilisant les potentiels d'électrode standard présentés dans le tableau ci-dessous, calcule le potentiel de cellule standard pour une cellule galvanique avec la réaction générale suivante :Sn()+2Cu()Sn()+2Cu()saqaqaq2+2++

Demi-équationSn()+2eSn()2+aqsCu()+eCu()2++aqaq
Potentiel d'électrode standard, 𝐸 (V)0,1375+0,153

Q5:

En utilisant les potentiels d'électrode standard indiqués dans le tableau, calcule, au millième près, le potentiel de la cellule électrochimique suivante: Cd()|Cd(,1mol/L)Ni(,1mol/L)|Ni()saqaqs2+2+

Demi-équation Cd()+2eCd()2+aqsNi()+2eNi()2+aqs
Potentiel d'électrode standard, 𝐸()V0,40300,257
  • A+0,146V
  • B+0,660 V
  • C0,660 V
  • D0,146 V
  • E+0,164 V

Q6:

En utilisant les potentiels d'électrode standard indiqués dans le tableau ci-dessous, détermine lequel des métaux suivants est capable de réduire le LaO23en Lamétallique.

Demi-équationCa()+2eCa()2+aqsAl()+3eAl()3+aqsFe()+2eFe()2+aqsLa()+3eLa()3+aqs
Potentiel d'électrode standard, 𝐸 (V)2,8681,6620,4472,52
  • AAl seulement
  • BCa seulement
  • CFe seulement
  • DAl et Fe
  • ECa et Al

Q7:

La figure suivante illustre la configuration d'une cellule voltaïque.

Lequel des énoncés suivants présente l'expression appropriée de la configuration selon la notation des cellules?

  • ACu(,1mol/L)Cu()Ag(,1mol/L)Ag()2++aqsaqs
  • BCu(,1mol/L)Cu()Ag()Ag(,1mol/L)2++aqssaq
  • CCu()Cu(,1mol/L)Ag()Ag(,1mol/L)saqsaq2++
  • DCu()Cu(,molL)Ag(,molL)Ag()saqaqs1/1/2++
  • EAg(,1mol/L)Ag()Cu()Cu(,1mol/L)+2+aqssaq

Q8:

L'acide chlorhydrique concentré n'est pas utilisé pour acidifier les ions dichromates lors de l'oxydation d'un alcool primaire en un acide carboxylique. En pratique, le dichromate oxyde les ions chlorure, l’acide sulfurique est donc utilisé à la place.

Les demi-équations et les potentiels d'électrode standard pour cette oxydation sont les suivants :

Cl+2e2ClVCrO+14H+6e2Cr+7HOV2272+3+2𝐸=+1,36𝐸=+1,33

Quel est le potentiel standard d'une cellule galvanique constituée de ces deux demi-cellules ?

D'après le calcul précédent, la réaction est-elle réalisable ? Comment cela explique-t-il le choix de l'acide dans cette expérience ?

  • ALa réaction est possible et l’acide chlorhydrique concentré présenterait un potentiel d'électrode plus bas (<+1,36V), rendant également possible l'oxydation des ions chlorure par les ions dichromate.
  • BLa réaction est impossible. Cependant, l'acide chlorhydrique concentré présenterait un potentiel d'électrode plus bas (<+1,36V), rendant possible l'oxydation des ions chlorure par les ions dichromate.
  • CLa réaction est possible et l’acide chlorhydrique concentré présenterait un potentiel d'électrode plus élevé (>+1,36V), rendant également possible l'oxydation des ions chlorure par les ions dichromate.
  • DLa réaction est impossible. Cependant, l'acide chlorhydrique concentré présenterait un potentiel d'électrode plus plus élevé (>+1,36V), rendant possible l'oxydation des ions chlorure par les ions dichromate.

Q9:

Voici le schéma simplifié d'une cellule combinant d'un côté, une demi-cellule consistant en un fil d'argent dans une solution d'ions argent de concentration 1 mol/L, et de l'autre côté une demi-pile consistant en un métal inconnu, M, dans une solution de ses ions à une concentration de 1 mol/L.

L’électrode d'argent est l’électrode positive. Laquelle des flèches sur le schéma indique la direction correcte dans laquelle les électrons circuleraient dans ce circuit?

  • AA
  • BB

Sachant que le potentiel standard de la cellule est de +1,0496 V et que le potentiel standard d'électrode de la demi-cellule d'argent est de +0,7996 V, quel est le potentiel standard d'électrode de la demi-cellule M()M(,1mol/L)saq|2+?

Q10:

Le potentiel d'électrode standard d'une demi-cellule de cuivre dans laquelle une électrode de cuivre métallique est placée dans une solution d'ions de cuivre 2+ est de +0,337 V.

Quel est le potentiel cellulaire standard lorsque cette demi-cellule de cuivre est connectée à une demi-cellule similaire de Zn métallique et d'ions Zn2+ qui a un potentiel d'électrode standard de 0,7618 V?

Cette leçon comprend 16 questions additionnelles et 13 variantes de questions additionnelles pour les abonnés.

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