QCM : Analyse chimique des solutions et titrages (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une solution contient 12 g de soluté et sa masse totale est de 80 g. Quel est son titre massique ?

15 %
85 %
0,15 %
6,7 %

15 %

Explication

Le titre massique rapporte la masse de soluté à la masse totale de solution : 1280×100=15%\frac{12}{80}\times 100=15\%. Le rapport au volume confond le titre avec la concentration en masse, l’inversion donne une proportion incorrecte et l’omission du facteur 100 donne 0,15.

2. On dissout 18 g de soluté pour obtenir 0,60 L de solution. Quelle est la concentration en masse ?

10,8 g·L⁻¹
0,033 g·L⁻¹
30 %
30 g·L⁻¹

30 g·L⁻¹

Explication

La concentration en masse est la masse de soluté divisée par le volume de solution : Cm=180,60=30 g⋅L−1C_m=\frac{18}{0{,}60}=30\ \text{g·L}^{-1}. La masse totale relève du calcul de masse volumique, tandis que les deux autres réponses résultent d’une inversion ou d’une multiplication incorrecte.

3. Une solution a une masse volumique de 1,08 g⋅mL−11{,}08\ \text{g·mL}^{-1}, tandis que celle de l’eau vaut 1,00 g⋅mL−11{,}00\ \text{g·mL}^{-1}. Quelle est la densité de la solution ?

1,08, sans unité
0,08, sans unité
0,93, sans unité
1,08 g·mL⁻¹

1,08, sans unité

Explication

La densité est le rapport de la masse volumique de la solution à celle de l’eau, donc d=1,08/1,00=1,08d=1{,}08/1{,}00=1{,}08, sans unité. L’unité g·mL⁻¹ appartient à la masse volumique; l’inversion ou la soustraction ne correspond pas à la définition de la densité.

4. Une solution de masse 250 g occupe un volume de 200 mL. Quelle est sa masse volumique ?

50 g·mL⁻¹
0,80 g·mL⁻¹
1,25 g·mL⁻¹
0,80 mL·g⁻¹

1,25 g·mL⁻¹

Explication

La masse volumique est la masse de solution divisée par son volume : ρ=250200=1,25 g⋅mL−1\rho=\frac{250}{200}=1{,}25\ \text{g·mL}^{-1}. La masse de soluté correspond au calcul de concentration en masse; l’inversion donne une unité réciproque et la soustraction n’est pas la formule pertinente.

5. Pour déterminer la concentration inconnue d’une solution, une chimiste ajoute goutte à goutte une solution de concentration connue, qui réagit avec l’espèce recherchée jusqu’aux proportions stœchiométriques. Quelle méthode réalise-t-elle ?

Un dosage par titrage
Une dilution suivie d’un calcul
Un dosage par mesure directe
Une séparation suivie d’une pesée

Un dosage par titrage

Explication

Un titrage consiste à faire réagir l’espèce recherchée avec une espèce titrante de concentration connue, ajoutée goutte à goutte jusqu’à l’équivalence. Une mesure directe ne repose pas sur cette réaction, tandis qu’une dilution ou une séparation ne décrit pas le procédé indiqué.

6. À l’équivalence, l’espèce titrée A a un coefficient stœchiométrique a=2a=2 et une quantité de matière nA=0,030 moln_A=0{,}030\ \text{mol}. L’espèce titrante B a pour coefficient b=3b=3. Quelle quantité de matière nBn_B vérifie la relation d’équivalence ?

0,020 mol0{,}020\ \text{mol}
0,045 mol0{,}045\ \text{mol}
0,005 mol0{,}005\ \text{mol}
0,030 mol0{,}030\ \text{mol}

$$0{,}045\ \text{mol}$$

Explication

À l’équivalence, nAa=nBb\frac{n_A}{a}=\frac{n_B}{b}, donc nB=b×nAa=3×0,0302=0,045 moln_B=\frac{b\times n_A}{a}=\frac{3\times0{,}030}{2}=0{,}045\ \text{mol}. La valeur 0,020 inverse les coefficients, tandis que 0,030 égalise les quantités sans tenir compte de ceux-ci.

7. Lors d’un titrage, on ajoute le titrant par petites portions et on reste avant l’équivalence. Quel changement caractérise le réactif titré au cours de cette étape ?

Sa quantité augmente à mesure qu’il se forme par la réaction.
Sa quantité diminue à mesure qu’il réagit avec le titrant ajouté.
Sa quantité reste constante jusqu’à l’équivalence.
Sa quantité diminue parce que le titrant est consommé à sa place.

Sa quantité diminue à mesure qu’il réagit avec le titrant ajouté.

Explication

Le titrant ajouté réagit totalement avec le réactif titré, dont la quantité diminue au fil des ajouts. Dire que le titré se forme inverse son rôle, tandis que la quantité constante ou la consommation du titré par le titrant ne décrivent pas cette évolution.

8. À l’équivalence d’un titrage, comment les réactifs titrant et titré se trouvent-ils dans le système ?

Le titré a été entièrement consommé, tandis que le titrant reste en excès.
Les produits ont été entièrement consommés dans les proportions stœchiométriques.
Ils ont été entièrement consommés en quantités initiales égales.
Ils ont été entièrement consommés dans les proportions stœchiométriques.

Ils ont été entièrement consommés dans les proportions stœchiométriques.

Explication

À l’équivalence, les deux réactifs ont été entièrement consommés en respectant les proportions stœchiométriques de la réaction. Des quantités égales ne sont pas nécessairement stœchiométriques, et un excès de titrant correspond à un ajout après l’équivalence.

9. Dans un titrage, la concentration de plusieurs espèces ioniques de la solution change au cours de la réaction. Quelle grandeur permet de suivre cette évolution parce qu’elle est directement reliée à ces concentrations ?

Le volume de solution titrante versé.
La quantité totale de matière présente.
La conductivité de la solution.
La température de la solution.

La conductivité de la solution.

Explication

La conductivité est directement reliée aux concentrations des espèces ioniques présentes dans la solution. Le volume versé décrit l’ajout du titrant, mais n’est pas la grandeur dont le lien direct avec les concentrations fonde le suivi conductimétrique.

10. Un conductimètre de laboratoire permet de tracer la conductance plutôt que la conductivité pendant un titrage. Quelle grandeur peut alors être représentée en fonction du volume de titrant versé VBV_B ?

La conductance GG de la solution.
La concentration ionique de la solution.
Le pH de la solution.
Le volume de titrant versé VBV_B seul.

La conductance $$G$$ de la solution.

Explication

Selon le conductimètre utilisé, le suivi peut représenter la conductance GG en fonction de VBV_B, à la place de la conductivité σ\sigma. La concentration ionique explique le lien avec la conductivité, mais n’est pas la grandeur alternative citée; le pH est une autre grandeur de suivi.

11. Pour interpréter une courbe conductimétrique, quelle démarche permet de prévoir l’évolution de la conductivité avant et après l’équivalence ?

Appliquer la loi de Kohlrausch aux ions sans établir lesquels sont présents
Suivre le volume ajouté, puis déduire directement la conductivité sans étudier les ions
Inventorier les ions, suivre leurs concentrations selon la stœchiométrie, puis appliquer la loi de Kohlrausch
Inventorier les ions, puis ignorer la stœchiométrie lors du suivi de leurs concentrations

Inventorier les ions, suivre leurs concentrations selon la stœchiométrie, puis appliquer la loi de Kohlrausch

Explication

La prévision repose sur l’inventaire des ions présents avant et après l’équivalence, l’évolution de leurs concentrations selon la stœchiométrie et la loi de Kohlrausch. Déduire la conductivité du seul volume, négliger la stœchiométrie ou omettre l’inventaire des ions écarte une étape nécessaire.

12. Sur une courbe conductimétrique, les deux portions avant et après l’équivalence sont prolongées sous forme de demi-droites asymptotes. Quelle valeur du volume équivalent faut-il retenir ?

L’ordonnée du point d’intersection des deux demi-droites
L’abscisse du point d’intersection des deux demi-droites
L’abscisse de l’extrémité de la portion avant l’équivalence
L’abscisse du milieu entre les deux portions de la courbe

L’abscisse du point d’intersection des deux demi-droites

Explication

Le volume équivalent correspond à l’abscisse du point d’intersection des demi-droites asymptotes tracées de part et d’autre de l’équivalence. L’ordonnée est une valeur de conductivité, tandis que l’extrémité d’une portion ou son milieu ne définit pas ce volume.

13. Lorsqu’un titrage met en jeu une réaction acido-basique, quelle grandeur suit-on en fonction du volume de titrant ajouté dans un titrage pH-métrique ?

La concentration du titrant
Le pH de la solution
La conductivité de la solution
Le volume équivalent du titrage

Le pH de la solution

Explication

Le suivi pH-métrique consiste à mesurer le pH en fonction du volume de solution titrante versé lors d’une réaction acido-basique. La conductivité relève d’un suivi conductimétrique, tandis que la concentration du titrant et le volume équivalent ne sont pas la grandeur suivie.

14. On titre une solution acide en ajoutant progressivement une solution basique. Comment évolue le pH au fil du volume de titrant versé ?

Il varie sans lien avec le volume versé
Il reste constant avec le volume versé
Il décroît avec le volume versé
Il croît avec le volume versé

Il croît avec le volume versé

Explication

Lorsqu’un acide est titré par une base, le pH croît avec le volume de titrant ajouté. Une décroissance correspond au cas inverse, celui d’une base titrée par un acide; un pH constant ou sans lien avec le volume ne décrit pas cette évolution.

15. Une solution a un titre massique de 12%12\%, une masse volumique de 1 250 g⋅L−11\,250\ \text{g·L}^{-1} et le soluté une masse molaire de 60 g⋅mol−160\ \text{g·mol}^{-1}. Quelle est sa concentration molaire ?

2,5 mol⋅L−12{,}5\ \text{mol·L}^{-1}
0,4 mol⋅L−10{,}4\ \text{mol·L}^{-1}
150 mol⋅L−1150\ \text{mol·L}^{-1}
250 mol⋅L−1250\ \text{mol·L}^{-1}

$$2{,}5\ \text{mol·L}^{-1}$$

Explication

La relation donne C=12×1 250100×60=2,5 mol⋅L−1C=\frac{12\times1\,250}{100\times60}=2{,}5\ \text{mol·L}^{-1}. Le résultat 250250 omet la division par 100, 150150 correspond à la concentration en masse avant division par la masse molaire, et 0,40{,}4 inverse le rôle de la masse molaire.

16. Une solution possède un titre massique de 8%8\% et une masse volumique de 1 500 g⋅L−11\,500\ \text{g·L}^{-1}. Quelle est sa concentration en masse ?

12 000 g⋅L−112\,000\ \text{g·L}^{-1}
80 g⋅L−180\ \text{g·L}^{-1}
120 g⋅L−1120\ \text{g·L}^{-1}
0,08 g⋅L−10{,}08\ \text{g·L}^{-1}

$$120\ \text{g·L}^{-1}$$

Explication

La concentration en masse vaut Cm=8×1 500100=120 g⋅L−1C_m=\frac{8\times1\,500}{100}=120\ \text{g·L}^{-1}. 12 00012\,000 omet la conversion du pourcentage, 0,080{,}08 introduit une division injustifiée par une masse molaire, et 8080 résulte de l’emploi d’une masse volumique de 1 000 g⋅L−11\,000\ \text{g·L}^{-1} au lieu de celle de la solution.

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Quelle est la formule du titre massique exprimé en pourcentage ?

Pm=msoluteˊmsolution×100P_m = \frac{m_{\text{soluté}}}{m_{\text{solution}}}\times 100

Quelle est la formule de la concentration en masse ?

Cm=msoluteˊVsolutionC_m = \frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}

Quelle est la formule de la densité d’une solution ?

d=ρsolutionρeaud = \frac{\rho_{\text{solution}}}{\rho_{\text{eau}}}

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