Correction
Des ions qui ne réagissent pas

Le but de cet exercice est de montrer l'influence des ions présents en solution sur les produits formés.

• Dans l'onglet « Animation », afficher la représentation à l'échelle microscopique. 
Ne pas afficher la représentation macroscopique avant que l'énoncé ne le suggère ; elle donnerait la solution aux questions posées.

• Simuler l'électrolyse d'une solution de chlorure de cuivre de concentration 0,1 mol · L-1 en présence d'électrodes de graphite à droite et de cuivre à gauche. Chaque électrode aura une masse de 10 g.

• Cocher la case générateur de courant et imposer 10 mA (cela signifie que quelles que soient les conditions, l'intensité du courant circulant dans le circuit est de 10 mA). 

1. Déduire de l'animation l'équation de la réaction qui se produit à l'électrode de droite.

À l'électrode de droite, on voit des ions chlorure arriver à l'électrode, du dichlore se former et des électrons être fournis au circuit électrique extérieur à la cellule d'électrolyse. L'équation cherchée est :
2 Cl- = Cl2 + 2 e-(électrode)

2. Faire de même à l'électrode de gauche.

De la solution bleue, il arrive des ions Cu2+ à l'électrode de gauche, et des électrons arrivent par le circuit électrique (en provenance de l'autre électrode). Il se forme des atomes de cuivre. L'équation cherchée est :
Cu2+ + 2 e-(électrode) =  Cu

3. En déduire la réaction globale de l'électrolyse.

Globalement, l'équation est : 
2 Cl- + Cu2+ = Cl2 + Cu

4. Vérifier ces réponses en regardant l'animation macroscopique. Revenir ensuite à l'animation microscopique.

L'animation macroscopique confirme l'exactitude des demi-équations.

5. Remplacer la solution de chlorure de cuivre par une solution de sulfate de cuivre de même concentration en soluté apporté. Déduire les équations aux électrodes de l'animation microscopique.

Les équations aux électrodes sont :
2 H2O = O2 + 4 H+ + 4 e-(électrode)
et
      [ Cu2+ + 2 e-(électrode) =  Cu ]     × 2

6. En déduire l'équation de la réaction de l'électrolyse et vérifier avec l'animation macroscopique. 
Revenir ensuite à la représentation microscopique.

L'équation globale est :
2 H2O + 2 Cu2+ = O2 + 4 H+ + 2 Cu

7. Les ions SO - ne sont pas intervenus lors de l'électrolyse de la solution de sulfate de cuivre. On souhaite généraliser ce résultat. Proposer une autre expérience d'électrolyse qui permettrait d'avoir des ions SO - en solution sans ions Cu2+ ni aucun cation métallique.

Pour avoir des anions sulfate en solution, il faut nécessairement des cations : si l'on interdit la présence de cations métalliques, on peut faire intervenir des ions H3O+.
Le soluté qui permet d'apporter des ions SO - et des ions H3O+ est l'acide sulfurique H2SO4.

8. Mettre une solution d'acide sulfurique, toujours avec la même concentration en soluté apporté et observer l'électrolyse au niveau microscopique. En déduire les réactions aux électrodes, puis vérifier votre réponse avec la représentation macroscopique. Que peut-on dire des ions sulfate lors d'une électrolyse ?

Avec la solution d'acide sulfurique, les équations des réactions aux électrodes sont :
2 H+ + 2 e-(électrode) = H2
et     
2 H2O = O2 + 4 H+ + 4 e-(électrode)

Les ions sulfate n'interviennent toujours pas.
C'est un résultat général ; à moins de conditions particulières (qui ne sont pas au programme de la classe de Terminale), les ions sulfate n'interviennent jamais lors d'une électrolyse.