Exercice 1 sur 8
QCMDans une pile, que se passe-t-il à l’anode ?
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Exercices : piles et électrolyse : sens spontané et sens forcé
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Piles et électrolyse : sens spontané et sens forcé — S’entraîner
Feuille d’exercices
Prénom : ……………………………Date : ……………………Score : ……… / 8
Exercice 1 — Coche la bonne réponse.
Dans une pile, que se passe-t-il à l’anode ?
- Une réduction
- Une oxydation
- Aucune réaction
- Un dépôt de métal forcément
Exercice 2 — Coche « Vrai » ou « Faux ».
Dans le circuit extérieur d’une pile Daniell, les électrons circulent de l’électrode de zinc vers l’électrode de cuivre.
VraiFaux
Exercice 3
Une pile débite un courant de 0,20 A pendant 2,0 h. Quelle charge électrique a-t-elle débitée, en C ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… C
Exercice 4
Dans une pile Daniell, le réactif limitant est l’ion Cu2+, présent en quantité 0,010 mol. Calcule la capacité de la pile, en C (F = 96 485 C·mol−1), arrondie à la dizaine.
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… C
Exercice 5
Lors d’une électrolyse, on fait passer un courant de 1,0 A pendant 965 s dans une solution d’ions Cu2+. Quelle masse de cuivre se dépose à la cathode, en mg ? (F = 96 500 C·mol−1 ; M(Cu) = 63,5 g·mol−1). Arrondis à l’unité.
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… mg
Exercice 6 — Coche la bonne réponse.
Pourquoi une pile cesse-t-elle de débiter du courant ?
- Parce que Qr devient supérieur à K
- Parce que le système atteint l’équilibre (Qr = K) ou qu’un réactif est épuisé
- Parce que les électrons sont tous consommés par le pont salin
- Parce que la constante K diminue
Exercice 7 — Relie chaque élément de gauche à celui de droite.
Associe chaque élément d’une pile à son rôle.
- 1. Pont salin
- 2. Anode
- 3. Cathode
- 4. Circuit extérieur
- A. circulation des électrons
- B. électrode siège de l’oxydation
- C. fermer le circuit par circulation d’ions et maintenir l’électroneutralité
- D. électrode siège de la réduction
Exercice 8
Explique la différence entre la décharge et la charge d’un accumulateur en termes de sens d’évolution et de conversion d’énergie.
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Piles et électrolyse : sens spontané et sens forcé — S’entraîner
Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants
Exercice 1
Réponse : Une oxydation
Par définition, l’anode est le siège de l’oxydation (perte d’électrons). Dans une pile, c’est le pôle négatif.
Exercice 2
Réponse : Vrai
Le zinc est oxydé (anode, pôle −) et libère des électrons qui rejoignent la cathode de cuivre où les ions Cu2+ sont réduits.
Exercice 3
Réponse : 1440 C
Q = I × Δt, avec Δt en secondes.
- Δt = 2,0 × 3 600 = 7 200 s
- Q = 0,20 × 7 200 = 1 440 C
Exercice 4
Réponse : 1930 C
Chaque ion Cu2+ capte 2 électrons.
- n(e−) = 2 × 0,010 = 0,020 mol
- Qmax = 0,020 × 96 485 ≈ 1 930 C
Exercice 5
Réponse : 318 mg
On calcule la charge, la quantité d’électrons, puis la quantité de cuivre.
- Q = 1,0 × 965 = 965 C
- n(e−) = = 1,00 × 10−2 mol
- n(Cu) = 5,0 × 10−3 mol ; m = 5,0 × 10−3 × 63,5 ≈ 0,318 g = 318 mg
Exercice 6
Réponse : Parce que le système atteint l’équilibre (Qr = K) ou qu’un réactif est épuisé
Une pile est un système hors équilibre qui évolue spontanément vers l’équilibre. Quand Qr = K (ou qu’un réactif manque), il n’y a plus d’évolution donc plus de courant.
Exercice 7
Réponse : 1 → C · 2 → B · 3 → D · 4 → A
Dans la pile, le courant est porté par les ions (solutions, pont salin) ; à l’extérieur, il est porté par les électrons.
Exercice 8
Exemple de réponse : Pendant la décharge, l’accumulateur fonctionne comme une pile : une réaction d’oxydoréduction spontanée (Qr < K) convertit de l’énergie chimique en énergie électrique.
Pendant la charge, un générateur extérieur impose un courant de sens opposé : c’est une électrolyse qui force la réaction dans le sens inverse, non spontané, et convertit de l’énergie électrique en énergie chimique stockée.Lors de la charge, l’électrode qui était l’anode en décharge devient la cathode, et inversement.
- Décharge : sens spontané, pile.
- Charge : électrolyse, sens forcé.
- Conversions d’énergie correctes.
Exercices corrigés : 0 / 8
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Exercice 2 sur 8
Vrai ou fauxDans le circuit extérieur d’une pile Daniell, les électrons circulent de l’électrode de zinc vers l’électrode de cuivre.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 3 sur 8
CalculUne pile débite un courant de 0,20 A pendant 2,0 h. Quelle charge électrique a-t-elle débitée, en C ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 4 sur 8
CalculDans une pile Daniell, le réactif limitant est l’ion Cu2+, présent en quantité 0,010 mol. Calcule la capacité de la pile, en C (F = 96 485 C·mol−1), arrondie à la dizaine.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 5 sur 8
CalculLors d’une électrolyse, on fait passer un courant de 1,0 A pendant 965 s dans une solution d’ions Cu2+. Quelle masse de cuivre se dépose à la cathode, en mg ? (F = 96 500 C·mol−1 ; M(Cu) = 63,5 g·mol−1). Arrondis à l’unité.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 6 sur 8
QCMPourquoi une pile cesse-t-elle de débiter du courant ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 7 sur 8
AssociationAssocie chaque élément d’une pile à son rôle.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 8 sur 8
Question ouverteExplique la différence entre la décharge et la charge d’un accumulateur en termes de sens d’évolution et de conversion d’énergie.
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