QCM : Acides Bases et Sécurité Électrique (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon a une quantité de matière de 0,20 mol0{,}20\,\mathrm{mol} et une masse molaire de 50 g mol−150\,\mathrm{g\,mol^{-1}}. Quelle est sa masse ?

250 g250\,\mathrm{g}
0,004 g0{,}004\,\mathrm{g}
10 g10\,\mathrm{g}
50,2 g50{,}2\,\mathrm{g}

$$10\,\mathrm{g}$$

Explication

La relation est m=n×Mm=n\times M : 0,20×50=10 g0{,}20\times50=10\,\mathrm{g}. La valeur 250 g250\,\mathrm{g} vient de l’inversion, tandis que 0,004 g0{,}004\,\mathrm{g} correspond à une division dans le mauvais sens.

2. On dissout une espèce pour préparer 0,50 L0{,}50\,\mathrm{L} de solution de concentration 0,40 mol L−10{,}40\,\mathrm{mol\,L^{-1}}. Quelle quantité de matière est présente ?

0,80 mol0{,}80\,\mathrm{mol}
0,40 mol0{,}40\,\mathrm{mol}
0,20 mol0{,}20\,\mathrm{mol}
1,25 mol1{,}25\,\mathrm{mol}

$$0{,}20\,\mathrm{mol}$$

Explication

La relation est n=c×Vn=c\times V, donc 0,40×0,50=0,20 mol0{,}40\times0{,}50=0{,}20\,\mathrm{mol}. La valeur 0,80 mol0{,}80\,\mathrm{mol} résulte d’une erreur de facteur, et 1,25 mol1{,}25\,\mathrm{mol} provient de l’inversion de la relation.

3. Dans une solution aqueuse, quelle notation désigne l’ion hydroxyde ?

HO
H₃O⁺
H₂O⁻
HO⁻

HO⁻

Explication

L’ion hydroxyde se note HO⁻, tandis que H₃O⁺ désigne l’ion oxonium. HO omet la charge et H₂O⁻ ne correspond pas à la formule de l’ion hydroxyde.

4. Une solution a un pH de 33. Quelle est sa concentration en ions oxonium ?

10−3 mol L−110^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}
10−2 mol L−110^{-2}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}
3 mol L−13\,\mathrm{mol\,L^{-1}}
103 mol L−110^{3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}

$$10^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La relation [H3O+]=10−pH[H_3O^+]=10^{-pH} donne, pour un pH de 33, 10−3 mol L−110^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}. L’exposant positif omet le signe négatif, et 3 mol L−13\,\mathrm{mol\,L^{-1}} confond le pH avec la concentration.

5. Dans une solution, [H3O+]=10−5 mol L−1[H_3O^+]=10^{-5}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}. En utilisant Ke=10−14K_e=10^{-14}, quelle est la concentration en ions hydroxyde ?

10−14 mol L−110^{-14}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}
10−19 mol L−110^{-19}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}
109 mol L−110^{9}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}
10−9 mol L−110^{-9}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}

$$10^{-9}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

Puisque Ke=[H3O+][HO−]K_e=[H_3O^+][HO^-], on obtient [HO−]=10−14/10−5=10−9 mol L−1[HO^-]=10^{-14}/10^{-5}=10^{-9}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}. 10−19 mol L−110^{-19}\,\mathrm{mol\,L^{-1}} vient de la multiplication des concentrations, tandis que 10−14 mol L−110^{-14}\,\mathrm{mol\,L^{-1}} confond KeK_e avec la concentration recherchée.

6. On donne les couples HA/A−\mathrm{HA/A^-} et B+/B\mathrm{B^+/B}. Quelle démarche permet d’écrire la réaction acidobasique entre les espèces de ces couples ?

Faire réagir l’acide B+\mathrm{B^+} avec la base A−\mathrm{A^-}
Écrire séparément les demi-équations des deux couples
Faire réagir l’acide HA\mathrm{HA} avec la base B\mathrm{B}
Faire réagir l’acide HA\mathrm{HA} avec la base A−\mathrm{A^-}

Faire réagir l’acide $$\mathrm{HA}$$ avec la base $$\mathrm{B}$$

Explication

Une réaction acidobasique s’écrit à partir des deux couples donnés, en faisant réagir l’acide d’un couple avec la base de l’autre. Faire réagir HA\mathrm{HA} avec A−\mathrm{A^-} confond les deux espèces d’un même couple, tandis que B+\mathrm{B^+} et A−\mathrm{A^-} sont deux acides et que des demi-équations séparées ne donnent pas la réaction globale.

7. Une élève doit manipuler une solution acide et une solution basique au laboratoire. Quelle conduite convient-elle d’adopter ?

Prendre des précautions pour l’acide, mais pas pour la base
Accélérer la manipulation pour réduire le temps d’exposition
Appliquer les règles de sécurité pendant la manipulation
Manipuler sans précaution si les solutions sont diluées

Appliquer les règles de sécurité pendant la manipulation

Explication

La manipulation des acides comme des bases exige l’application des règles de sécurité. Se fier à l’absence de réaction visible, considérer une base comme inoffensive ou privilégier la rapidité ne remplace pas ces précautions.

8. Pour mesurer la tension efficace aux bornes d’un appareil alimenté en tension alternative, quel instrument faut-il choisir ?

Un fréquencemètre
Un oscilloscope
Un ampèremètre
Un voltmètre

Un voltmètre

Explication

La tension efficace se mesure avec un voltmètre. L’oscilloscope sert notamment à repérer la tension maximale, tandis qu’un fréquencemètre mesure la fréquence et un ampèremètre l’intensité.

9. Sur un relevé, une tension passe successivement par des valeurs positives et négatives au cours du temps. Quelle propriété décrit ce comportement ?

Elle est sinusoïdale
Elle est alternative
Elle est continue
Elle est constante

Elle est alternative

Explication

Une tension est alternative lorsqu’elle prend successivement des valeurs positives et négatives au cours du temps. Le caractère sinusoïdal décrit la forme de la variation, et non le changement de signe à lui seul.

10. Sur un oscilloscope, où lit-on la tension maximale et où lit-on la période d’un signal périodique ?

La tension maximale sur l’axe vertical et la période sur l’axe horizontal
Les deux grandeurs sur l’axe vertical
Les deux grandeurs sur l’axe horizontal
La tension maximale sur l’axe horizontal et la période sur l’axe vertical

La tension maximale sur l’axe vertical et la période sur l’axe horizontal

Explication

La tension maximale se repère sur l’axe vertical, tandis que la période se repère sur l’axe horizontal. Les autres réponses inversent les axes ou attribuent les deux grandeurs au même axe.

11. Un signal occupe 3 divisions verticales et 4 divisions horizontales. Les sensibilités de l’oscilloscope sont de 2 V/division et 5 ms/division. Quelles valeurs obtient-on pour sa tension maximale et sa période ?

6 V et 20 ms
15 V et 8 ms
5 V et 9 ms
8 V et 15 ms

6 V et 20 ms

Explication

On multiplie le nombre de divisions par la sensibilité correspondante : Umax=3×2=6 VU_{max}=3\times2=6\,\text{V} et T=4×5=20 msT=4\times5=20\,\text{ms}. Les valeurs 15 V et 8 ms viennent de l’échange des sensibilités; l’addition ne donne pas les grandeurs mesurées.

12. Une tension alternative a une tension maximale de 18 V18\,\text{V}. Quelle est sa tension efficace, arrondie au dixième de volt ?

Environ 25,5 V25{,}5\,\text{V}
18 V18\,\text{V}
Environ 12,7 V12{,}7\,\text{V}
9 V9\,\text{V}

Environ $$12{,}7\,\text{V}$$

Explication

La relation est Ueff=Umax/2U_{eff}=U_{max}/\sqrt{2}, donc 18/2≈12,7 V18/\sqrt{2}\approx12{,}7\,\text{V}. 18 V confond les deux tensions, 25,5 V applique la relation inverse et 9 V divise par deux.

13. Un signal périodique a une période de 4 ms4\,\text{ms}. Quelle est sa fréquence ?

125 Hz125\,\text{Hz}
0,25 Hz0{,}25\,\text{Hz}
250 Hz250\,\text{Hz}
4 Hz4\,\text{Hz}

$$250\,\text{Hz}$$

Explication

Il faut convertir 4 ms4\,\text{ms} en 0,004 s0{,}004\,\text{s}, puis calculer f=1/T=1/0,004=250 Hzf=1/T=1/0{,}004=250\,\text{Hz}. 0,25 Hz oublie la conversion, 4 Hz reprend la période comme fréquence et 125 Hz introduit un facteur deux erroné.

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Quelle relation relie la masse, la quantité de matière et la masse molaire ?

m=n×Mm=n\times M

Quelle formule donne la quantité de matière d’une espèce en solution ?

n=c×Vn=c\times V

Comment note-t-on l’ion oxonium ?

H3O+H_3O^+

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