Bonjour à tous. Besoin d'aide pour un exercice dont la correction ne me paraissait pas évidente.

Une solution aqueuse S de sulfate de cuivre, Cu2+(aq)+SO42-, est électrolysée pendant 30 min par un courant d'intensité I=050 A.

1)a. Ecrire les équations des réactions d'électrode sachant que les ions sulfate ne sont pas électroactifs et que le solvant(eau) est oxydé en dioxygène.

à l'anode:2 H20(l)= O2(g)+4e- + 4H+

à la cathode: Cu2+(aq)+2e- = Cu(s)

b. En déduire l'équation de la réaction modélisant la transformation qui a lieu au sein de l'éléctrolyseur.

2 H20(l)+2 Cu2+(aq) = O2(g) + 4H+ +2 Cu(s)

2)a. Rappeler la relation liant la quantité d'électricité Q circulant dans un conducteur pendant la durée t et l'intensité I du courant qui le parcourt.

Q= I*t  On peut en profiter pour le calculer: Q= 0.50*10*60= 900 C

b. Donner la relation liant la quantité de matière d'ions cuivre (II) électrolysés et la quantité d'électricité qui traverse l'électrolyseur.

n(Cu2+)= Q/F

c. Calculer la masse de cuivre recueillie en fin d'électrolyse.
m(cuivre)= n(Cu)ƒ*M(Cu)

M(cu)= 63.5 g/mol (c'est dans les données)

Il me reste donc à calculer n(Cu)ƒ:  D'après l'équation de la réaction, on peut écrire: n(Cu)ƒ= 2xf (on imagine le tableau d'avancement). Il faut donc déterminer l'avancement de la réaction noté xf.

d'après la réaction, le réactif limitant est Cu2+:

n(Cu2+)i-2xf=0xf=n(cu2+)i/2

D'après la question précédente, on a: n(Cu2+)ƒ=Q/F
On peut donc écrire: 2xf=Q/Fxf=Q/2F

Donc m(cuivre)= 2(Q/2F)*M(Cu)
Après application numérique, on trouve: m(cuivre)= 0.59 g mais il fallait utiliser la quantité d'électrons et non celle de l'ion Cu2+.  A la fin, il faut trouver; m(cuivre)= 0.29g.

d. Calculer le volume et la masse de dioxygène dégagé au cours de l'opération (dans les conditions normales de température et de pression)

données: P= 1,0.10^5 Pa; T= 273 K; R=8,31 S.I et M(O)= 16.0 g/mol

Je n'arrive pas à utiliser la relation PV=nRT; pour le volume, il faut trouver V=50 L

Je ne vois pas l'intérêt de la question 2.b. Est-ce que vous pouvez m'aider à répondre aux questions ?

Merci d'avance.