je viens de rechercher à nouveau le probléme et voilà ce que j'ai trouvé:
masse oxyde de cuivre (43/120)x 10 =3.58 g
masse oyxyde de fer (17/120)x 10 =1.41 g

pour la question b)
on utilise la formule c=n/v  donc v=n/c
on a c=2.0 mol/L mais je ne sais pas pour la quantité de matiére.
Merci d'avance.

Bah oui, il faut que tu détermines la quantité d'acide sulfurique donc il faut que tu fasse un bilan de la réaction etc..

Bonjour,
est-ce que pour la question a) ou il faut trouver la masse d'oxyde de cuivre et la masse d'oxyde de fer,la reponse que j'ai donnée est-elle juste??
Merci d'avance.

Oui c'est bien çà. Ensuite on te donne les masses molaires pour que tu fasses la suite.

b)j'ai cherché les quantités de matiere et j'ai trouvé :
Mcu=63.5 g/mol et Mfe=56 g/mol
donc j'ai cherché les quantités de matiere de chacune
nCu=mCu/MCu=3.58/63.5=5.6x10^-2 mol
nFe=mFe/Mfe=1.41/56=2.52x10^-2 mol

Comme l'on sait que qu'il faut utiliser de l'acide sulfurique pour faire entiérement réagir l'oxyde de cuivre et que les quantités de matiére se conservent ;on peut écrire,
nCu=cxv et c=2.0 mol/L
donc v=nCu/c  ; v=(5.6x10^-2)/2.0
v= 0.028 L soit 2.8x10^-2 L
Le volume minimal est donc de 2.8x10^-2 L



Pour la question c),j'ai trouvé:
on a utilisé 500 mL d'acide sulfurique.
n=cxv
c=nCu/Vacide sulfurique=5.6x10^-2/(500x10^-3)=0.112 mol/L
soit 1.12x10^-1 mol/L
Donc la concentration molaire des ions cuivre dans la solution S est de 1.12x10^-1 mol/L.

Bonjour,voici ce que j'ai trouvé:
b)on sait que n=cv dnc v=n/c ici,nCuO=0.045 mol et c=2 mol/L
Donc  v=0.045/2=0.0225 L soit 2.25x10^-2 L
donc le volume minimal d'acide sulfurique qu'il faut utiliser pour faire entierement réagir l'oxyde de cuivre dans la solution S est de 2.25x10^-2 L.


d)on a utilisé 500 mL d'acide sulfurique et on a nCu=mCu/MCu=3.58/63.5=5.6x10^-2 mol et  les quantités de matiére se conservent ;on peut donc  écrire
c=nCu/Vacide sulfurique
c=5.6x10^-2 mol/(500x10^-3)=0.112 mol/L soit 1.12x10^-2 mol/L.
Donc la concentration des ions cuivre est de 1.12x10^-2 mol/L.


ensuite,il faut que je fasse le domaine de prédominance des deux formes de cuivre:
d'abord j'ai écrit l'équation de la réaction
Cu2+(aq) + 2HO-(aq)=Cu(HO)2(s)
on nous donne le pH qui est de 5.2

cela donne sur le domaine de prédominance:
|-----|---------|-------------------------|
0     1.9       5.2                             14

la précipitation ne débutera que si le pH est supérieur à 5.2,pn peut donc dire que :
-de 0 à 5.2;Cu2+(aq) prédomine sur Cu(HO)2(s).
-et de 5.2 à 14;Cu(HO)2(s) prédomine sur Cu2+(aq).

domaine de prédominance de l'élément fer:
-de 0 à 1.9;Fe3+(aq) prédomine sur Fe(OH)3(s)
-et de 1.9 à 14; Fe(OH)3(s)prédomine sur Fe3+(aq)

2)on traite une solution contenant des ions Fe3+(aq).IL se forme alors un précipité rouille d'hydroxyde de fer Fe(OH)3(s).
on a donc l'équation:
Fe3+(aq) + 3HO-(aq)=Fe(OH)3(s)
la constante d'équilibre est de K2=1.0x10^38.
Ecrivons l'expression de K2=1/([Fe3+(aq)]eq x [HO-(aq)]3eq)
Exprimons la concentration molaire effective des ions fe3+ [Fe3+]eq lorsque le précipité apparait:
voici ma réponse :[Fe3+]eq=1/(K2x[HO-(aq)]3eq)

On souhaite que  le précipité apparaisse à pH=1.9 :Quelle doit etre la concentration milaire effective en ions [Fe3+]eq dans la solution?
voici ce que j'ai trouvé

K2 =[Fe3+] [HO-]3   K2=1.0x10^38
[Fe3+] =K2 /[HO-]3   =1.0x10^38 /1.4x10^-37=0.0714 mol/L soit 7.14x10^-2 mol/L
je ne sais pas si cela est juste et de plus nous n'avons pas fait un exercice comme ça avec le professeur ou on nous donne un ph et ou il faut trouver une concentration molaire effective.


Ensuite,représentons sur l'axe precedent les domaines de dominance des deux formes de l'élément fer voir axe precedent (un peu plus en haut)

3)on traite à présent à présent la solution S à l'aide de la solution d'hydroxyde de sodium que l'on verse progressivement.La concentration molaire effective des ions fer et des ions cuivre en solution est prise egale à 1.0x10^-1 mol/L.
a)quelle valeur de pH ne doit-on pas prendre le risque de dépasser? pourquoi?
Voici ma réponse:
La valeur de ph que l'on ne doit pas prendre le risque de dépassser est :
voici ma réponse:
Ke=[HO-]  [H3O+] et [HO-] =1.6x10^-9
Ke=1.0x10^-14     [H3O+] = Ke/[HO-] =1.0x10^-14/1.6x10^-9=6.25x10^-6
d'ou pH=-log[H3O+]=-log 6.25x10^-6=5.2
Donc la valeur du pH que l'on ne dois pas prendre le risque de dépasser est de 5.2 parce que sinon cela fausserait l'experience à réaliser.

b)On se place à un pH de 4.Quel est le résidu solide?Comment l'élimine-t-on?Quelle est l'espèce en solution?Par quel test peut-on vérifier que l'autre espèce n'est plus présente en solution?
Voici ma réponse:
La solution a un pH=4 donc la totalité des ions fer(III) a précipité.Par contre le pH est trop faible pour que les ions cuivre précipitent.Le résidu solide est donc les ions fer(III),on l'elimine par par ajout d'hydroxyde de sodium (soude) et les ions fer sont dans le filtre  sous forme de précipité et l'espéce en solution est les ions Cu2+(aq) qui sont dans le filtrat sous forme d'ions dissous Cu2+(aq).
Le test que l'on peut vérifier  que l'autre espéce n'est plus présente en solution est  le test à la soude : on effectue  le test à la soude pour
vérifier qu'il n'y a plus d'ions fer(III):il se forme un précipité rouille


Merci d'avance.

il faut ,au minimum,2*0,045 mol de H+ ,soit 0,045 mol de H2SO4 pour réagir avec 0,045 mol de CuO.
Le volume de H2SO4 correspondant est
V=n/C=0,045/2=0,0225L=225 mL

si on utilises 500mL de H2SO4,H2SO4 sera en excès .CuO sera limitant.Il se formera 0,045 mol de Cu2+

je ne comprends pas la suite ,car l'énoncé initial est incomplet.

voici ce qui manquait à l'enoncé:
Le minerai de cuivre contient des impuretés,en particulier du fer.
A partir de ce minerai.on prépare une solution aqueuse S contenant des ions cuivre II Cu2+(aq) et des ions fer III Fe3+(aq).Il est nécessaire de séparer ces ions afin d'obtenir une solution ne contenant que des ions cuivre en vue d'une electrolyse ultérieure.
Donnée:produit ionique de l'eau Ke=1.0x10^-14 à 25°C,masses molaires en g/mol: Mcu=63.5 g/mol et MFe=56 g/mol.

I)obtention de la solution S
Le cuivre se trouve dans la nature à l'état natif Cu(s) mais la plupart du temps,on le trouve sous forme d'oxyde,carbonates ou hydroxyde,La premiére étape consiste à réaliser la lixiviation du minerai de cuivre finement broyé c'est-à-dire son attaque par une solution aqueuse concentrée d'acide sulfurique (2H+(aq)+ SO42-(aq).
Pour simplifier,on considérera que le minerai contient,en autres,de l'oxyde de cuivre CuO(s) et de l'oxyde de fer Fe2O3(s).

1)Pourquoi est-il nécessaire de broyer finement le minerai?
voici ma réponse:il est nécessaire de finement broyer le minerai pour que les contacts se fassent le mieux possible,améliorant la réaction.
En effet,la réaction est d'autant plus rapide que cette surface est grande,d'ou l'interet du broyage.

2)Equation des réactions de lixiviation  de ces deux oxydes:
CuO(s)+ 2H3O+(aq)=Cu2+(aq)+3H2O(l)
Fe2O3(s)+6H3O+(aq)=2Fe3+(aq)+9H2O(l)

La question 3) est celle ou il faut cherchée la  masse d'oxyde de cuivre et de fer marquée précedemment:
masse oxyde de cuivre (43/120)x 10 =3.58 g
masse oyxyde de fer (17/120)x 10 =1.41 g
merci coriolan pour le volume minimal d'acide sulfurique:

bonjour,
Mon travail est il juste ou pas svp merci d'avance

je m'aperçois d'une erreur grossière de ma part

j'ai écrit 0,0225 L= 225 mL au lieu de 22,5 mL

je vais reprendre cela plus tard

il faut donc 22,5 mL de H2SO4 pour attaquer la totalité de CuO

L'acide agit aussi sur Fe2O3
il y a 1,41 g de Fe2O3 soit 8,9.10^-3mol
d'après l'équation de réaction il faut 6 fois cette qté de matière en H+ pour attaquer la totalité de Fe2O3.Comme chaque mol de H2SO4  libère 2 mol de H+ ,la qté de matière de H2SO4 nécessaire pour attaquer la totalité de Fe2O3 est
n=3*8,9.10^-3=0,027 mol
le volume de H2SO4 nécessaire pour attaquer totalement Fe2O3 est
V=0,027/2=0,014L=14 mL
Cette question n'était pas posée mais je trouve sa résolution utile pour répondre à la question suivante:
pour attaquer totalement CuO (et Fe2O3) il faut environ 36 mL d'acide sulfurique.
500mL constituent un large excès.
on obtiendra 0,045 mol de Cu2+ et 2*8,9.10^-3 mol de Fe³⁺.

je regarde la suite

j'avoue que je ne comprends pas bien  ce problème
Je ne vois pas le lien entre les questions
D'où vient la concentration 0,1 mol/L en Cu2+ .
dans 500mL de solution de H2SO4 on aurait plutôt [Cu2+]=0,045/0,5=0,09mol/L

avec [Cu2+]=0,1 mol/L je trouve [OH-]=1,6.10_-9mol/L (il y a une faute de frappe dans ton premier résultat)
cela correspond bien à pH=5,2

il est vrai que prendre [Cu2+]=0,1 au lieu de 0,09 mol/L ne change pas la valeur du pH !

K2=1/([OH-]³[Fe^3+]

[Fe³⁺]=1/(K2*[OH-]³)
revois ton calcul

Bonjour,Coriolan
Merci beaucoup;vos explications m'ont permis d'avancer et les choses sont plus claires dans mon esprit.
Bon week-end