QCM : Constitution et transformation de la matière — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Un mélange contient V(E)=3LV(E)=3\,\text{L} d’une espèce E pour un volume total Vtot=15LV_{tot}=15\,\text{L}. Quelle est sa proportion en volume ?

153\frac{15}{3}
315×100\frac{3}{15}\times100
153×100\frac{15}{3}\times100
315\frac{3}{15}

$$\frac{3}{15}$$

Explication

La proportion en volume est le quotient du volume de l’espèce par le volume total, donc V(E)Vtot=315\frac{V(E)}{V_{tot}}=\frac{3}{15}. Le produit par 100 transformerait cette proportion en pourcentage volumique.

2. Quel est l’objectif principal d’une chromatographie sur couche mince appliquée à un mélange homogène ?

Observer directement des constituants formant plusieurs phases
Déterminer la température de fusion de chaque constituant
Mesurer la masse et le volume de chaque constituant
Séparer et identifier les espèces chimiques du mélange

Séparer et identifier les espèces chimiques du mélange

Explication

La chromatographie sur couche mince sépare les espèces chimiques présentes dans un mélange homogène et contribue à les identifier. L’observation directe convient plutôt à la distinction des constituants d’un mélange hétérogène.

3. Que précise la composition d’un mélange ?

Les proportions en masse ou en volume de chaque espèce chimique
La formule chimique de l’espèce présente en plus grande quantité
La température à laquelle chaque constituant disparaît
La couleur et l’état physique de chaque constituant

Les proportions en masse ou en volume de chaque espèce chimique

Explication

La composition indique les proportions en volumes ou en masses des différentes espèces chimiques, dans les mêmes conditions de température et de pression. Les autres caractéristiques peuvent décrire le mélange, mais elles ne donnent pas directement sa composition quantitative.

4. Une vinaigrette présente des constituants visibles séparément, tandis que l’eau de mer paraît uniforme : comment les classer ?

La vinaigrette est homogène et l’eau de mer est hétérogène
La vinaigrette est hétérogène et l’eau de mer est homogène
Les deux sont hétérogènes parce qu’elles contiennent plusieurs constituants
Les deux sont homogènes parce qu’elles contiennent plusieurs espèces

La vinaigrette est hétérogène et l’eau de mer est homogène

Explication

L’eau de mer est un mélange homogène car ses constituants ne sont pas distinguables à l’œil, tandis que l’huile et le vinaigre restent séparés dans la vinaigrette. La présence de plusieurs espèces chimiques ne suffit donc pas à rendre un mélange hétérogène.

5. Quelle masse volumique caractérise approximativement l’eau liquide ?

1 g/L
100 g/L
0,1 g/L
1000 g/L

1000 g/L

Explication

La masse volumique de l’eau liquide est de 1000 g/L. La valeur proche de 1 g/L correspond plutôt à la masse volumique approximative de l’air.

6. Pour identifier une espèce chimique inconnue, quelle démarche est fondée sur une mesure thermique ?

Mesurer son volume puis le comparer à une référence sans connaître sa masse
Mesurer sa masse puis la comparer à une référence sans connaître son volume
Observer directement la séparation de ses constituants visibles
Mesurer sa température de changement d’état et la comparer à une référence

Mesurer sa température de changement d’état et la comparer à une référence

Explication

Une température de changement d’état peut être mesurée puis comparée à une valeur de référence afin d’identifier l’espèce. La masse volumique repose, elle, sur la mesure de la masse et du volume.

7. Quel principe définit un test chimique d’identification ?

Une espèce est reconnue grâce à sa masse mesurée
Une espèce réagit de manière caractéristique avec un réactif donné
Une espèce change d’état physique lorsqu’elle est observée
Une espèce est séparée des autres par filtration

Une espèce réagit de manière caractéristique avec un réactif donné

Explication

Un test chimique repose sur une transformation chimique caractéristique entre l’espèce recherchée et un réactif donné. Une filtration, une mesure de masse ou un changement d’état ne constitue pas en soi une identification chimique par réaction caractéristique.

8. Quelle définition caractérise un corps pur ?

Une substance formée de deux phases toujours séparées
Une substance contenant plusieurs espèces chimiques visibles
Une substance dont la composition varie selon le récipient
Une substance composée d’une seule espèce chimique

Une substance composée d’une seule espèce chimique

Explication

Un corps pur ne contient qu’un seul constituant, appelé espèce chimique. Une substance contenant plusieurs espèces chimiques correspond à un mélange, et la visibilité des constituants concerne plutôt la distinction entre mélanges homogènes et hétérogènes.

9. Quelle relation permet de calculer la masse volumique d’une espèce chimique E à partir de sa masse et de son volume ?

ρ(E)=V(E)m(E)\rho(E)=\frac{V(E)}{m(E)}
ρ(E)=m(E)V(E)\rho(E)=\frac{m(E)}{V(E)}
ρ(E)=m(E)×V(E)\rho(E)=m(E)\times V(E)
ρ(E)=m(E)+V(E)\rho(E)=m(E)+V(E)

$$\rho(E)=\frac{m(E)}{V(E)}$$

Explication

La masse volumique correspond au quotient de la masse par le volume, avec la masse en grammes et le volume en litres. L’expression inversée donnerait une grandeur différente et ne représente pas une masse volumique.

10. Quelle relation permet de calculer le pourcentage volumique d’une espèce E dans un mélange ?

% volumique(E)=V(E)Vtot×100\%\text{ volumique}(E)=\frac{V(E)}{V_{tot}}\times100
% volumique(E)=m(E)mtot×100\%\text{ volumique}(E)=\frac{m(E)}{m_{tot}}\times100
% volumique(E)=VtotV(E)×100\%\text{ volumique}(E)=\frac{V_{tot}}{V(E)}\times100
% volumique(E)=mtotm(E)×100\%\text{ volumique}(E)=\frac{m_{tot}}{m(E)}\times100

$$\%\text{ volumique}(E)=\frac{V(E)}{V_{tot}}\times100$$

Explication

Le pourcentage volumique compare le volume de l’espèce E au volume total, puis multiplie ce rapport par 100. Le rapport fondé sur les masses correspond au pourcentage massique, pas au pourcentage volumique.

11. Quel instrument convient pour mesurer la température de fusion d’un solide en laboratoire scolaire ?

Une balance électronique
Une éprouvette graduée
Un thermomètre plongé dans un liquide
Un banc Kofler

Un banc Kofler

Explication

Le banc Kofler permet de mesurer la température de fusion d’un solide. Un thermomètre est plutôt utilisé pour mesurer la température d’ébullition d’un liquide.

12. Quelle association entre une espèce chimique et son test d’identification est correcte ?

Le dihydrogène trouble l’eau de chaux
Le dioxygène ravive une bûchette incandescente
Le dioxyde de carbone provoque une détonation
L’eau colore en blanc le sulfate de cuivre anhydre

Le dioxygène ravive une bûchette incandescente

Explication

Le dioxygène entretient la combustion et ravive une bûchette incandescente. Le dihydrogène provoque une détonation, le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux et l’eau rend bleu le sulfate de cuivre anhydre.

13. Un mélange contient une masse m(E)=12gm(E)=12\,\text{g} d’une espèce E pour une masse totale mtot=80gm_{tot}=80\,\text{g}. Quelle expression donne sa proportion en masse ?

8012\frac{80}{12}
1280\frac{12}{80}
1280×100\frac{12}{80}\times100
8012×100\frac{80}{12}\times100

$$\frac{12}{80}$$

Explication

La proportion en masse se calcule par le rapport entre la masse de E et la masse totale, soit m(E)mtot\frac{m(E)}{m_{tot}}. La multiplication par 100 est nécessaire pour obtenir le pourcentage massique, et non la proportion elle-même.

14. Que peut-on conclure si le chromatogramme d’un mélange M présente deux taches ?

Le mélange M contient une espèce chimique unique
Le mélange M est nécessairement hétérogène
Le mélange M ne contient aucune espèce identifiable
Le mélange M contient plusieurs espèces chimiques

Le mélange M contient plusieurs espèces chimiques

Explication

Deux taches correspondent à plusieurs espèces chimiques détectées dans le mélange M. Une seule tache indiquerait une seule espèce observée, tandis que l’hétérogénéité ne se déduit pas de cette observation chromatographique.

15. Quel résultat révèle la présence d’eau avec du sulfate de cuivre anhydre ?

La solution devient trouble avec un précipité blanc
La poudre blanche devient bleue
Une allumette enflammée provoque une détonation
La bûchette incandescente ravive sa flamme

La poudre blanche devient bleue

Explication

Le sulfate de cuivre anhydre, initialement blanc, devient bleu lorsqu’il est en présence d’eau. L’eau de chaux qui se trouble indique plutôt du dioxyde de carbone, tandis que les deux autres observations concernent des gaz différents.

16. Avec un même éluant, comment migre une espèce chimique présente dans un mélange par rapport à cette même espèce pure ?

Elle migre moins lorsqu’elle est présente dans un mélange
Elle migre de la même façon dans les deux cas
Elle change de direction lorsqu’elle est présente dans un mélange
Elle migre davantage lorsqu’elle est présente dans un mélange

Elle migre de la même façon dans les deux cas

Explication

Pour un éluant donné, une espèce chimique possède le même comportement de migration qu’elle soit pure ou intégrée à un mélange. La présence d’autres espèces ne modifie donc pas cette règle de comparaison.

17. Sous quelles formes une espèce chimique peut-elle se présenter ?

Sous forme d’un mélange homogène ou hétérogène
Sous forme d’un atome, d’une molécule ou d’un ion
Sous forme d’une masse, d’un volume ou d’une température
Sous forme d’un solide, d’un liquide ou d’un gaz

Sous forme d’un atome, d’une molécule ou d’un ion

Explication

Une espèce chimique peut être constituée d’atomes, de molécules ou d’ions. Les états solide, liquide et gazeux décrivent l’état physique d’une substance, pas la nature de l’espèce chimique.

18. Quel test met en évidence la présence de dioxyde de carbone ?

L’eau de chaux devient trouble avec un précipité blanc
Une allumette enflammée provoque une détonation
Une bûchette incandescente ravive sa flamme
Le sulfate de cuivre anhydre blanc devient bleu

L’eau de chaux devient trouble avec un précipité blanc

Explication

Le dioxyde de carbone réagit avec l’eau de chaux en formant un précipité blanc qui la rend trouble. Le ravivement d’une bûchette identifie le dioxygène, le changement de couleur du sulfate de cuivre révèle l’eau et la détonation indique le dihydrogène.

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Qu'est-ce qu'un corps pur ?

Une substance composée d'un seul constituant appelé espèce chimique.

Sous quelles formes peut se présenter une espèce chimique ?

Sous forme d'atome, molécule ou ion.

Qu'est-ce qu'un mélange homogène ?

Une substance avec plusieurs espèces chimiques non distinguables à l'œil.

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