Correction
Formation de la rouille

Le fer, de symbole chimique Fe, est un métal qui rouille en présence d'air humide. Un tel système chimique est simplifié par une réaction chimique qui considère que le fer réagit avec le dioxygène pour donner l'oxyde de fer Fe2O3.

1. Taper dans la case jaune pâle l'équation chimique correspondant à cette réaction chimique et vérifier que sa stœchiométrie est ajustée. Valider ensuite l'équation chimique.

Voir équation en cliquant la touche n° 1.

2. On considère une coque de bateau en fer. La coque pèse 558 000 kg. Calculer la quantité de matière de fer que cela représente.

n(Fe) = 1,00 · 107 mol

3. Calculer la quantité de matière de dioxygène qu'il faudrait faire réagir avec tout ce fer en étant dans les proportions stœchiométriques ?

n(O2) = 0,750 · 107 mol
Dans les condition initiales, n(Fe) /4 = n(O2) /3. 

4. Calculer les conditions finales.

Conditions finales :
n(O2) = 0 mol
n(Fe) = 0 mol
n(Fe2O3) = 0,50 · 106 mol

5. Indiquer les conditions initiales dans le tableau sous l'équation chimique, puis, à l'aide de l'animation, simuler le déroulement de la réaction chimique et vérifier l'état final.

 n(O2) = 0,750 · 107 mol (taper 7 500 000)
n(Fe) = 1,00 · 107 mol (taper 10 000 000)
n(Fe2O3) = 0 mol
Voir tableau en cliquant la touche n° 1.

6. Quel est le volume correspondant à une telle quantité de matière de dioxygène si le volume molaire est de 24 L.mol–1?

 1,8 · 108 L soit 1,8 · 105 m3

7. Prévoir un état initial qui permettrait d'obtenir 3 g d'oxyde de fer, dans les proportions stœchiométriques, et intégrer ces conditions au tableau. Vérifier à l'aide de l'animation.

La masse molaire de Fe2O3 est 159,6 g · mol–1 ; 
3 g représentent donc 0,018 8 mol.
Il faut donc 0,028 2 mol de dioxygène
et 0,037 6 mol de fer.
Voir tableau en cliquant la touche n° 2.

8. Cet état initial permettant de produire 3 g d'oxyde de fer à partir de proportions stœchiométriques est-il unique? Si oui, justifier la réponse, si non proposer un autre état initial qui permette la production de 0,30 mol d'oxyde de carbone.

Oui, l'état initial est unique.
Tout autre état initial, soit ne constituerait pas des conditions stœchiométriques, soit ne donnerait pas exactement 0,022 mol de chlorure de sodium.