Concours ENSCK Kénitra 2021

Épreuve de Chimie

Cocher la bonne réponse: une réponse juste = 1 pt, fausse ou vide = 0 pt.

Transformation chimique

Exercice I :
Un litre d'un monoacide commercial a une densité de 1,2; une pureté de 30% en masse et une masse molaire de \( 36 \, \text{g/mol} \).

Question 1

La concentration C de cet acide est :

A) \( C = 1 \, \text{mol/L} \) B) \( C = 10 \, \text{mol/L} \) C) \( C = 33,3 \, \text{mol/L} \) D) \( C = 43,2 \, \text{mol/L} \)

Question 2

Le volume à prélever de la solution commerciale précédente pour préparer 100 ml d'une solution à \( 10^{-1} \, \text{mol/L} \) est égal à :

A) \( V = 1 \, \text{mL} \) B) \( V = 10 \, \text{mL} \) C) \( V = 100 \, \text{mL} \) D) \( V = 1 \, \text{L} \)

Exercice II :
On dose une solution d'acide benzoïque \( C_6H_5COOH \) de volume \( V = 15 \, \text{mL} \) et de concentration C par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration \( C_b = 2,0.10^{-1} \, \text{mol/L} \). La figure 1 présente l'évolution du pH de la solution en fonction du volume \( v_b \) de la solution d'hydroxyde de sodium ajouté.

Question 3

L'équation de la réaction de dosage :

A) \( C_6H_5COO^- + NaOH \rightarrow C_6H_5COOH + Na^+ \) B) \( C_6H_5COOH + H_2O \rightarrow C_6H_5COO^- + H_3O^+ \) C) \( C_6H_5COO^- + NaOH \rightarrow C_6H_5COONa + OH^- \) D) \( C_6H_5COOH + NaOH \rightarrow C_6H_5COO^- + Na^+ + H_2O \)

Question 4

La concentration de la solution d'acide benzoïque est égale à :

A) \( C = 2.10^{-1} \, \text{mol/L} \) B) \( C = 2.10^{-2} \, \text{mol/L} \) C) \( C = 1,5.10^{-1} \, \text{mol/L} \) D) \( C = 1,5.10^{-2} \, \text{mol/L} \)

Question 5

Le pH à l'équivalence est égal à :

A) \( pH = 8 \) B) \( pH = 4 \) C) \( pH = 7 \) D) \( pH = 11 \)

Question 6

Le pKa du couple acide benzoïque/benzoate correspond à :

A) \( pKa = 3,0 \) B) \( pKa = 4,5 \) C) \( pKa = 5,5 \) D) \( pKa = 8,5 \)

Question 7

L'indicateur coloré qui convient à ce dosage :

A) Hélianthine (3,2 - 4,4) B) Bleu de Bromothymol (6,0 - 7,6) C) Rouge de phénol (6,6 - 8,4) D) Jaune d'alizarine (10,1 - 12)

Exercice III :
Une solution de 200 mL d'un acide faible AH de concentration égale à \( 1.10^{-3} \, \text{mol/L} \) a un pH égal à 4.

Question 8

L'avancement \( \epsilon \) (en mol) de la réaction est égal à :

A) \( \epsilon = 2.10^{-5} \) B) \( \epsilon = 1.10^{-4} \) C) \( \epsilon = 2.10^{-4} \) D) \( \epsilon = 1.10^{-5} \)

Question 9

Le taux d'avancement \( \tau \) de la réaction correspond à :

A) \( \tau = 10\% \) B) \( \tau = 20\% \) C) \( \tau = 50\% \) D) \( \tau = 100\% \)

Question 10

Le quotient Q de la réaction est :

A) \( Q = 1,1.10^{-4} \) B) \( Q = 2,5.10^{-4} \) C) \( Q = 5,5.10^{-5} \) D) \( Q = 1,1.10^{-5} \)

Cinétique

Exercice IV :
Les ions peroxodisulfate oxydent les ions iodure \( I^- \) selon une transformation totale, modélisée par la réaction suivante :
\[ 2I^- + S_2O_8^{2-} \rightarrow I_2 + 2SO_4^{2-} \]
Afin d'étudier la cinétique chimique de cette transformation, on prépare, à l'instant \( t=0 \), un mélange réactionnel (S) constitué par un volume \( V_1 = 10 \, \text{mL} \) d'une solution d'iodure de potassium KI de concentration molaire \( C_1 = 0.5 \, \text{mol/L} \) et un volume \( V_2 = 10 \, \text{mL} \) d'une solution de peroxodisulfate de potassium de concentration molaire \( C_2 \).
On désignera par V le volume total du mélange (S). On supposera que \( V = V_1 + V_2 \) et on négligera toute variation de température et de volume au cours de la transformation étudiée.

Par une méthode appropriée, on détermine à différents instants, la concentration molaire \( [I_2] \) du diiode formé dans le mélange (S). Les résultats obtenus permettent de tracer la courbe de la figure 2 traduisant l'évolution temporelle de \( [I_2] \). (\( \Delta \)) est la tangente à la courbe \( [I_2] = f(t) \) au point d'abscisse \( t_1 = 24 \, \text{min} \).

Question 11

L'avancement final de la réaction étudiée est égal à :

A) \( x_f = 24.10^{-4} \, \text{mol} \) B) \( x_f = 24.10^{-6} \, \text{mol} \) C) \( x_f = 48.10^{-4} \, \text{mol} \) D) \( x_f = 48.10^{-6} \, \text{mol} \)

Question 12

Le réactif limitant de la réaction est :

A) \( I_2 \) B) \( I^- \) C) \( S_2O_8^{2-} \) D) \( SO_4^{2-} \)

Question 13

La concentration \( C_2 \) de la solution peroxodisulfate de potassium :

A) \( C_{(K_2S_2O_8)} = 2,4.10^{-4} \, \text{mol/L} \) B) \( C_{(K_2S_2O_8)} = 4,8.10^{-4} \, \text{mol/L} \) C) \( C_{(K_2S_2O_8)} = 4,8.10^{-3} \, \text{mol/L} \) D) \( C_{(K_2S_2O_8)} = 2,4.10^{-3} \, \text{mol/L} \)

Question 14

La vitesse de la réaction est donnée par :

A) \( v(t) = -(V_1 + V_2)\frac{d[I_2]}{dt} \) B) \( v(t) = (V_1 + V_2)\frac{d[I_2]}{dt} \) C) \( v(t) = V_1\frac{d[I_2]}{dt} \) D) \( v(t) = V_2\frac{d[I_2]}{dt} \)

Question 15

La vitesse de la réaction à t=24 min est :

A) \( v = 5,33.10^{-6} \, \text{mol.min}^{-1} \) B) \( v = 53,3.10^{-6} \, \text{mol.min}^{-1} \) C) \( v = 5,33.10^{-7} \, \text{mol.min}^{-1} \) D) \( v = 5,33.10^{-8} \, \text{mol.min}^{-1} \)

Question 16

Le temps de demi-réaction \( t_{1/2} \) en secondes est égal à :

A) \( t_{1/2} = 8 \) B) \( t_{1/2} = 480 \) C) \( t_{1/2} = 24 \) D) \( t_{1/2} = 1460 \)

Oxydo-réduction

Exercice V :
Dans un bécher, on introduit \( V_1 = 10,0 \, \text{mL} \) d'une solution de sulfate de fer II \( (FeSO_4) \) de concentration \( C_1 = 0,050 \, \text{mol/L} \) et 8 ml d'acide sulfurique \( (H_2SO_4) \), dans lequel \( H^+ \) a une concentration de \( 1,0 \, \text{mol/L} \).
On ajoute \( V_2 = 2,0 \, \text{mL} \) de solution de permanganate de potassium \( KMnO_4 \) (\( C_2 = 0,025 \, \text{mol/L} \)).
Les ions permanganate, violets, réagissent sur les ions fer II en milieu acide pour les transformer en ions fer III. Le mélange devient incolore.

Question 17

La réaction globale est :

A) \( 5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O \) B) \( 5Fe^{2+} + 5MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow 5Fe^{3+} + 5Mn^{2+} + 4H_2O \) C) \( 1/5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow 1/5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O \) D) \( 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O \rightarrow 5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \)

Question 18

\( MnO_4^- \) réagit avec \( Fe^{2+} \) car :

A) \( Fe^{2+} \) est un oxydant B) \( Fe^{2+} \) est un réducteur C) \( Fe^{2+} \) est un réducteur plus fort que \( Mn^{2+} \) D) \( Fe^{2+} \) est un réducteur plus faible que \( Mn^{2+} \)

Question 19

La quantité de matière (\( Fe^{2+} \) et \( MnO_4^- \)) présente dans le milieu réactionnel à l'état initial en mol est :

A) \( n_{i(Fe^{2+})} = 2,5.10^{-3} \) et \( n_{i(MnO_4^-)} = 5.10^{-3} \) B) \( n_{i(Fe^{2+})} = 5.10^{-4} \) et \( n_{i(MnO_4^-)} = 5.10^{-5} \) C) \( n_{i(Fe^{2+})} = 5.10^{-3} \) et \( n_{i(MnO_4^-)} = 5.10^{-4} \) D) \( n_{i(Fe^{2+})} = 2,5.10^{-2} \) et \( n_{i(MnO_4^-)} = 5.10^{-3} \)

Question 20

La quantité de matière (\( Fe^{2+} \) et \( MnO_4^- \)) présente dans le milieu réactionnel à l'état final en mol est :

A) \( n_{f(Fe^{2+})} = 4,5.10^{-4} \) et \( n_{f(MnO_4^-)} = 0 \) B) \( n_{f(Fe^{2+})} = 2,5.10^{-4} \) et \( n_{f(MnO_4^-)} = 5.10^{-6} \) C) \( n_{f(Fe^{2+})} = 0 \) et \( n_{f(MnO_4^-)} = 5.10^{-6} \) D) \( n_{f(Fe^{2+})} = 2,5.10^{-4} \) et \( n_{f(MnO_4^-)} = 0 \)