نموذج مباراة ولوج أكاديمية الفنون التقليدية بالدار البيضاء (مؤسسة مسجد الحسن الثاني) 2019-2020 - الكيمياء

Ce modèle est l'épreuve de chimie (filières techniques) du concours d'entrée à l'Académie des Arts Traditionnels de la Fondation de la Mosquée Hassan II de Casablanca (session 2019/2020). Durée : 1 heure, cinq exercices notés sur 20 (5 + 2 + 2 + 4 + 7). Thèmes : acides et bases, pH, dosage d'oxydoréduction.

💡 Attention au barème de l'exercice 1 question 3 : chaque réponse fausse retire 1 point. Ne cochez que ce dont vous êtes sûr.

Exercice 1 (5 points)

1) Définitions

• Acide fort : acide qui réagit totalement avec l'eau (dissociation totale) : HA + H₂O → A⁻ + H₃O⁺. Exemple : HCl.
• Acide faible : acide qui réagit partiellement avec l'eau ; il s'établit un équilibre HA + H₂O ⇌ A⁻ + H₃O⁺ caractérisé par une constante K_a (pK_a). Exemple : l'acide acétique CH₃COOH (pK_a ≈ 4,8).

2) Formules du pH

• Acide acétique (acide faible) de concentration C₁ : pH = ½ (pK_a − log C₁), formule valable lorsque l'acide est faiblement dissocié (C₁ pas trop petite).
• Acide chlorhydrique (acide fort) de concentration C₂ : [H₃O⁺] = C₂, donc pH = −log C₂ (pour C₂ > 10⁻⁶ mol/L environ).

3) Réponses justes

• (a) Faux : « fort » renvoie au degré de dissociation, pas à la concentration ; un acide fort peut être très dilué.
• (b) Vrai : un acide fort se dissocie totalement dans l'eau.
• (c) Faux : la dissociation partielle caractérise l'acide faible.
• (d) Faux : affirmation sans fondement (un acide et une base ont des propriétés opposées).
• (e) Faux : une réaction acido-basique est un échange de protons H⁺ ; l'échange d'électrons caractérise l'oxydoréduction.

Seule la proposition (b) est à entourer.

Exercice 2 (2 points) — Soude à 10⁻¹ mol/L

Dissociation totale dans l'eau : NaOH → Na⁺ + HO⁻.

[HO⁻] = 10⁻¹ mol/L ⇒ pOH = 1 ⇒ pH = 14 − 1 = 13 (à 25 °C, K_e = 10⁻¹⁴).

Exercice 3 (2 points) — Masse de NaOH pour pH = 13,3 dans 50 mL

• [HO⁻] = 10^{pH − 14} = 10^−0,7 ≈ 0,20 mol/L.
• n(NaOH) = C × V = 0,20 × 0,050 ≈ 1,0×10⁻² mol.
• m = n × M = 1,0×10⁻² × 40 ≈ 0,40 g.

Exercice 4 (4 points) — HCl à 10⁻¹ mol/L

Acide fort, totalement dissocié : HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻, donc [H₃O⁺] = 10⁻¹ mol/L et pH = −log 10⁻¹ = 1.

Exercice 5 (7 points) — Dosage des ions Fe²⁺ par le permanganate

1) Demi-réactions

• Couple MnO₄⁻/Mn²⁺ : MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O : gain d'électrons, c'est une réduction (MnO₄⁻ est l'oxydant).
• Couple Fe³⁺/Fe²⁺ : Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ : perte d'électron, c'est une oxydation (Fe²⁺ est le réducteur).

L'acide sulfurique fournit les ions H⁺ nécessaires.

2) Équation globale

On multiplie la seconde demi-équation par 5 pour égaliser les électrons :

MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O

3) Concentration de S₁

À l'équivalence (persistance de la teinte violette) : n(Fe²⁺) = 5 n(MnO₄⁻).

• n(MnO₄⁻) = 10⁻² × 18×10⁻³ = 1,8×10⁻⁴ mol ;
• n(Fe²⁺) = 5 × 1,8×10⁻⁴ = 9,0×10⁻⁴ mol ;
• C₁ = 9,0×10⁻⁴ / 25×10⁻³ = 3,6×10⁻² mol/L.