QCM : Corps purs et mélanges — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qui caractérise une espèce chimique ?

Elle correspond à une seule particule microscopique isolée
Elle associe plusieurs entités chimiques de natures différentes
Elle se reconnaît par la présence de plusieurs phases visibles
Elle rassemble un grand nombre d’entités chimiques identiques

Elle rassemble un grand nombre d’entités chimiques identiques

Explication

Une espèce chimique regroupe un grand nombre d’entités chimiques identiques. L’association d’entités de natures différentes décrit plutôt un mélange, tandis qu’une particule isolée est une entité chimique.

2. Un mélange présente deux constituants visibles et plusieurs phases après agitation : comment le qualifier ?

De corps pur
De mélange homogène
De mélange hétérogène
D’espèce chimique

De mélange hétérogène

Explication

La distinction d’au moins deux constituants et la présence de plusieurs phases définissent un mélange hétérogène. Un mélange homogène présente une seule phase et un aspect uniforme à l’œil nu.

3. Une substance a une masse de 150 g et occupe un volume de 50 mL ; quelle est sa masse volumique ?

100 g mL−1100\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
3,0 g mL−13{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
7 500 g mL−17\,500\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
0,33 g mL−10{,}33\ \mathrm{g\,mL^{-1}}

$$3{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$$

Explication

La masse volumique se calcule avec ρ=mV\rho=\frac{m}{V}, donc ρ=15050=3,0 g mL−1\rho=\frac{150}{50}=3{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}. La valeur 0,33 g mL−10{,}33\ \mathrm{g\,mL^{-1}} correspondrait à l’inversion du rapport, et les autres valeurs ne résultent pas de cette formule.

4. Après agitation, comment reconnaître un mélange homogène à l’œil nu ?

Il présente une seule phase avec au moins deux constituants visibles
Il présente plusieurs phases dont l’aspect devient uniforme après repos
Il présente une seule phase et ses constituants ne sont pas distinguables
Il présente plusieurs phases et ses constituants sont facilement séparables

Il présente une seule phase et ses constituants ne sont pas distinguables

Explication

Un mélange homogène paraît uniforme après agitation, avec une seule phase et des constituants indiscernables à l’œil nu. La présence de plusieurs phases ou de constituants visibles caractérise plutôt un mélange hétérogène.

5. Que peut-on conclure lorsque deux liquides forment un mélange homogène après avoir été mélangés ?

Ils sont non miscibles dans les conditions de l’expérience.
Ils sont miscibles dans les conditions de l’expérience.
Ils ont subi une transformation chimique visible.
Ils ont nécessairement la même masse volumique.

Ils sont miscibles dans les conditions de l’expérience.

Explication

Des liquides miscibles se mélangent pour former une seule phase homogène. La non-miscibilité se reconnaît au contraire à la formation d’un mélange hétérogène, et la masse volumique ou la transformation chimique ne permettent pas ici de conclure à la miscibilité.

6. Laquelle décrit correctement une entité chimique ?

Une particule microscopique pouvant être un atome, une molécule ou un ion
Un ensemble macroscopique formé par plusieurs espèces chimiques différentes
Une substance composée d’une seule phase observable à l’œil nu
Un constituant visible qui permet de caractériser un mélange

Une particule microscopique pouvant être un atome, une molécule ou un ion

Explication

Une entité chimique est une particule microscopique de la matière, comme un atome, une molécule ou un ion. Une substance ou une phase observable à l’œil nu correspond à une description macroscopique, et non à une entité individuelle.

7. Comment détecte-t-on la présence de dioxyde de carbone dans un gaz ?

On met le gaz en contact avec du sulfate de cuivre, qui bleuit.
On approche une bûchette incandescente, qui se rallume.
On présente une flamme, qui provoque une légère détonation.
On fait passer le gaz dans l’eau de chaux, qui se trouble.

On fait passer le gaz dans l’eau de chaux, qui se trouble.

Explication

Le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux par formation d’un précipité blanc. Le bleuissement du sulfate de cuivre indique la présence d’eau, tandis que les réactions avec la bûchette ou la flamme concernent d’autres gaz.

8. Comment calcule-t-on la densité d’une espèce chimique par rapport à l’eau ?

En multipliant les deux masses volumiques exprimées en grammes par millilitre.
En divisant sa masse volumique par celle de l’eau.
En soustrayant la masse volumique de l’eau de celle de l’espèce.
En divisant la masse de l’eau par le volume de l’espèce.

En divisant sa masse volumique par celle de l’eau.

Explication

La densité est le rapport d=ρespeˋceρeaud=\frac{\rho_{\mathrm{espèce}}}{\rho_{\mathrm{eau}}}. Il s’agit donc d’une comparaison de deux masses volumiques, et non d’une différence, d’un produit ou d’un rapport entre masse et volume.

9. Comment définir un mélange en chimie ?

Une matière constituée de plusieurs espèces chimiques différentes
Une matière constituée d’une seule espèce chimique présente en grande quantité
Une matière dont les constituants forment nécessairement plusieurs phases
Une particule microscopique pouvant être un atome ou un ion

Une matière constituée de plusieurs espèces chimiques différentes

Explication

Un mélange contient plusieurs espèces chimiques différentes. Il peut être homogène ou hétérogène, car le nombre de phases dépend de la répartition et de la visibilité de ses constituants.

10. Quelle association entre un gaz et son test caractéristique est correcte ?

Le dioxygène rallume une bûchette incandescente.
Le dioxygène provoque une légère détonation près d’une flamme.
Le dioxyde de carbone rallume une bûchette incandescente.
Le dihydrogène rallume une bûchette incandescente.

Le dioxygène rallume une bûchette incandescente.

Explication

Le dioxygène entretient la combustion et rallume une bûchette incandescente. La légère détonation au contact d’une flamme caractérise le dihydrogène, et le dioxyde de carbone est détecté par l’eau de chaux.

11. Quel résultat indique la présence d’eau liquide lorsqu’on ajoute du sulfate de cuivre anhydre à une solution ?

Une légère détonation se produit près d’une flamme.
L’eau de chaux devient trouble avec un précipité blanc.
Le sulfate de cuivre anhydre devient bleu.
Une bûchette incandescente se rallume.

Le sulfate de cuivre anhydre devient bleu.

Explication

Le sulfate de cuivre anhydre devient bleu au contact de l’eau liquide, ce qui constitue le résultat positif du test. L’eau de chaux trouble révèle plutôt le dioxyde de carbone, tandis que les deux autres observations concernent des gaz.

12. Lors de la lecture verticale d’un chromatogramme, quel résultat indique la présence d’un mélange ?

Une absence de tache après le développement
Une tache située près du front de l’éluant
Une tache unique correspondant à une seule espèce
Plusieurs taches correspondant à différentes espèces

Plusieurs taches correspondant à différentes espèces

Explication

Un mélange forme plusieurs taches à la lecture verticale, car ses différentes espèces migrent à des vitesses distinctes. Une tache unique caractérise plutôt un corps pur dans les conditions de l’analyse.

13. Deux liquides restent séparés en deux phases visibles après agitation ; comment faut-il les qualifier ?

Ils sont nécessairement de même nature chimique.
Ils ont probablement changé d’état physique.
Ils sont miscibles et forment un mélange homogène.
Ils sont non miscibles et forment un mélange hétérogène.

Ils sont non miscibles et forment un mélange hétérogène.

Explication

La présence de deux phases visibles indique un mélange hétérogène, caractéristique de liquides non miscibles. Un mélange homogène correspondrait à des liquides miscibles, tandis que l’agitation n’implique pas un changement d’état.

14. Quel est le rôle d’un test chimique lors de l’analyse d’une solution ?

Mettre en évidence une espèce chimique grâce à un résultat positif.
Mesurer directement la masse volumique de la solution étudiée.
Séparer les constituants dissous en plusieurs phases visibles.
Provoquer systématiquement un changement d’état de la solution.

Mettre en évidence une espèce chimique grâce à un résultat positif.

Explication

Un test chimique est une expérience dont le résultat positif révèle la présence d’une espèce chimique. Il ne se définit ni par la mesure de la masse volumique, ni par une séparation ou un changement d’état.

15. Un échantillon contient mE=12 gm_E=12\,\mathrm{g} d’une espèce E dans une masse totale de mtotale=80 gm_{totale}=80\,\mathrm{g}. Quel est le pourcentage massique de E ?

6,7 %6{,}7\,\%
92 %92\,\%
68 %68\,\%
15 %15\,\%

$$15\,\%$$

Explication

Le pourcentage massique se calcule avec %m(E)=mEmtotale×100\%m(E)=\frac{m_E}{m_{totale}}\times100, soit 1280×100=15 %\frac{12}{80}\times100=15\,\%. La valeur 6,7 %6{,}7\,\% correspondrait à une division mal interprétée et non au rapport multiplié par 100.

16. Dans une chromatographie sur couche mince, quel rôle joue l’éluant ?

Il entraîne les espèces déposées sur la phase fixe
Il transforme les espèces en fonction de leur composition
Il constitue le support solide sur lequel les taches apparaissent
Il immobilise les espèces au point de dépôt initial

Il entraîne les espèces déposées sur la phase fixe

Explication

L’éluant constitue la phase mobile et entraîne les espèces déposées sur la phase fixe, avec des vitesses variables selon leurs affinités. Le support solide correspond à la phase fixe, qui porte les substances plutôt qu’elle ne les entraîne.

17. Quelle est la fonction principale de la chromatographie sur couche mince ?

Mesurer la masse totale des constituants d’un mélange homogène
Déterminer la température de fusion de chaque espèce chimique
Transformer les espèces chimiques en un produit unique
Séparer et identifier les espèces chimiques d’un mélange homogène

Séparer et identifier les espèces chimiques d’un mélange homogène

Explication

La chromatographie sur couche mince permet de séparer puis d’identifier les espèces chimiques présentes dans un mélange homogène. La mesure de la masse totale relève d’une autre méthode d’analyse et ne constitue pas sa fonction principale.

18. Quelle expression correspond à la masse volumique de l’eau ?

0,001 g mL−1=1 g L−1=1 kg m−30{,}001\ \mathrm{g\,mL^{-1}}=1\ \mathrm{g\,L^{-1}}=1\ \mathrm{kg\,m^{-3}}
1,0 g mL−1=100 g L−1=100 kg m−31{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}=100\ \mathrm{g\,L^{-1}}=100\ \mathrm{kg\,m^{-3}}
1,0 g mL−1=10 000 g L−1=10 000 kg m−31{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}=10\,000\ \mathrm{g\,L^{-1}}=10\,000\ \mathrm{kg\,m^{-3}}
1,0 g mL−1=1 000 g L−1=1 000 kg m−31{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}=1\,000\ \mathrm{g\,L^{-1}}=1\,000\ \mathrm{kg\,m^{-3}}

$$1{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}=1\,000\ \mathrm{g\,L^{-1}}=1\,000\ \mathrm{kg\,m^{-3}}$$

Explication

La masse volumique de l’eau vaut 1,0 g mL−11{,}0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}, ce qui est équivalent à 1 000 g L−11\,000\ \mathrm{g\,L^{-1}} et 1 000 kg m−31\,000\ \mathrm{kg\,m^{-3}}. Les autres propositions utilisent des conversions incompatibles entre millilitres, litres et mètres cubes.

19. Un échantillon constitué d’une seule espèce chimique est appelé :

Une entité chimique
Un corps pur
Un mélange homogène
Un mélange hétérogène

Un corps pur

Explication

Un corps pur ne contient qu’une seule espèce chimique. Un mélange, qu’il soit homogène ou hétérogène, contient plusieurs espèces chimiques, tandis qu’une entité chimique désigne une particule microscopique.

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Qu'est-ce qu'une entité chimique ?

Une particule microscopique qui constitue la matière.

Quels types d'entités chimiques existent ?

Atome, molécule ou ion.

Qu'est-ce qu'une espèce chimique ?

Un ensemble d'entités chimiques identiques.

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