QCM : Caractériser et identifier la matière (13 questions)

Explication

L’unité SI de masse volumique est le kg/m³, et les masses s’expriment notamment en kg ou en g. Le kg/L est aussi une unité de masse volumique, tandis que m³, L et cm³ sont des unités de volume ; le g/L est une unité de masse volumique, pas de volume.

Explication

La démarche consiste à tarer la fiole vide, mesurer un volume de liquide, puis peser la fiole remplie pour obtenir la masse du liquide. Pour l’huile, $45\,\text{g}/0,050\,\text{L}=900\,\text{g/L}$ ; cela équivaut à 0,9 kg/L, et non à 0,9 g/L. La pesée donne une masse, pas un volume.

Explication

L’huile a une masse volumique de 0,9 kg/L contre 1 kg/L pour l’eau, et 50 mL correspondent à 0,050 L. L’huile surnage parce qu’elle est moins dense et que les deux liquides ne sont pas miscibles ; la dernière proposition intervertit leurs masses volumiques.

Explication

Le volume du solide est le volume total après immersion moins le volume initial du liquide. Un corps pur comporte un seul constituant, comme l’eau ou le cuivre. La masse volumique se calcule en divisant la masse par le volume, et non en les multipliant. Un millilitre vaut 1 cm³, et non 1 dm³ ; un mélange de plusieurs substances n’est pas un corps pur.

Explication

Un corps pur se reconnaît par comparaison de sa masse volumique avec une référence, tandis que le pH n’est pas la grandeur d’identification considérée. Les valeurs données sont bien de 7,2 g/cm³ pour le zinc, de 10,5 g/cm³ pour l’argent et de 19,3 g/cm³ pour l’or.

Explication

Pour le cylindre, $24,3 \div 9 = 2,7$ g/cm³, ce qui correspond à l’aluminium. Pour le liquide, $64 \div 80 = 0,8$ g/cm³, valeur associée à l’alcool; de plus, 9 mL équivalent à 9 cm³.

Explication

Pendant la solidification d’un corps pur, la température reste constante au palier. Deux corps purs différents peuvent avoir des températures de solidification distinctes, mais des échantillons d’un même corps pur ne présentent pas des températures propres différentes. Pour un mélange, la température varie sans palier.

Explication

La température de début de solidification de l’eau pure est de 0 °C. Les valeurs de 100 °C, 4 °C, −10 °C et 20 °C ne correspondent pas à cette température.

Explication

Le compte rendu donne 420 °C pour la fusion du zinc, tandis qu’une valeur de référence fournie est 419 °C. Les deux valeurs sont donc inversées dans les deux propositions erronées, et 400 °C n’est pas la valeur donnée.

Explication

Le volume du cylindre vaut $\pi \times 1{,}5^2 \times 5 \approx 35{,}3$ cm³, puis sa masse volumique vaut $254{,}5/35{,}3 \approx 7{,}2$ g/cm³, valeur associée au zinc. La valeur de 2,7 g/cm³ correspond à l’aluminium, et 30,8 cm³ résulte d’un autre calcul.

Explication

Un pH inférieur à 7 caractérise une solution acide et un pH égal à 7 une solution neutre ; un pH supérieur à 7 indique une solution basique, non neutre. Le pH est sans unité et sa valeur est comprise entre 0 et 14.

Explication

Le vinaigre et le jus de citron ont tous deux un pH de 2 : des solutions différentes peuvent donc partager cette valeur, qui caractérise l’acidité sans identifier la substance. Le pH se mesure avec un pH-mètre ou du papier indicateur, et non avec un thermomètre ou une balance.

Explication

Le vinaigre et le jus de citron ont chacun un pH de 2, tandis que celui de l’eau de Javel est de 14. Le pH de l’eau de Javel est donc supérieur à celui du vinaigre, et non inférieur. Une solution de pH 6 est acide, pas basique. Le pH d’une solution est compris entre 0 et 14, il ne peut donc pas être égal à 15. Le jus de citron et le vinaigre ont bien la même valeur de pH, égale à 2, et le vinaigre présente un pH de 2 dans cette série de mesures.