QCM : Corps purs et mélanges (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle décrit correctement une espèce chimique ?

Une particule isolée qui ne peut être ni un atome ni un ion
Un ensemble d’entités chimiques différentes sans représentation symbolique
Un ensemble d’entités chimiques identiques représenté par une formule
Une matière dont les constituants sont distinguables à l’œil nu

Un ensemble d’entités chimiques identiques représenté par une formule

Explication

Une espèce chimique regroupe des entités identiques, qui peuvent être des atomes, des molécules ou des ions, et elle est représentée par une formule. La diversité des constituants visibles caractérise plutôt certains mélanges, pas une espèce chimique.

2. Pourquoi un composé ionique doit-il contenir plusieurs ions dans des proportions déterminées ?

Pour obtenir des proportions variables selon la température
Pour rendre toutes les particules électriquement neutres séparément
Pour transformer un ion isolé en molécule neutre
Pour respecter l’électroneutralité globale de la matière

Pour respecter l’électroneutralité globale de la matière

Explication

Les ions d’un composé ionique sont présents dans des proportions fixées afin que l’ensemble respecte l’électroneutralité. Un ion isolé ne constitue pas, à lui seul, un composé ionique.

3. Quelle condition définit un corps pur ?

Il est constitué d’une seule espèce chimique
Il est formé par un ion isolé dans l’espace
Il contient plusieurs espèces chimiques bien mélangées
Il présente des constituants visibles à l’œil nu

Il est constitué d’une seule espèce chimique

Explication

Un corps pur ne contient qu’une seule espèce chimique. Un ensemble de plusieurs espèces correspond à un mélange, tandis qu’un ion isolé n’est pas un corps pur.

4. Un échantillon contient des molécules d’eau et des ions dissous provenant d’un sel : comment le qualifier ?

C’est un ion isolé possédant plusieurs constituants
C’est un mélange constitué de plusieurs espèces chimiques
C’est un corps pur constitué d’une seule espèce chimique
C’est une espèce chimique unique formée de particules différentes

C’est un mélange constitué de plusieurs espèces chimiques

Explication

La présence d’eau et d’ions dissous signifie que plusieurs espèces chimiques sont présentes : l’échantillon est donc un mélange. Un corps pur ne contient qu’une seule espèce chimique.

5. Quelle observation permet de distinguer un mélange homogène d’un mélange hétérogène ?

Les constituants sont ou ne sont pas distinguables à l’œil nu
La masse totale est ou n’est pas mesurable expérimentalement
La température reste ou ne reste pas constante pendant l’ébullition
Les espèces chimiques sont ou ne sont pas représentées par une formule

Les constituants sont ou ne sont pas distinguables à l’œil nu

Explication

Un mélange homogène ne laisse pas distinguer ses constituants à l’œil nu, contrairement à un mélange hétérogène. Les autres critères proposés ne définissent pas cette distinction.

6. Lorsqu’un corps pur fond, que devient sa température pendant le changement d’état ?

Elle reste constante pendant toute la fusion
Elle varie selon la quantité de matière présente
Elle diminue dès que la fusion commence
Elle augmente régulièrement durant toute la fusion

Elle reste constante pendant toute la fusion

Explication

La température d’un corps pur reste constante pendant son changement d’état, notamment lors de la fusion. Une variation régulière de température correspond à une situation différente, avant ou après le changement d’état.

7. Un échantillon a une masse de 200 g et un volume de 50 mL. Quelle est sa masse volumique ?

ρ=0,25 g mL−1\rho = 0,25\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
ρ=4,0 g mL−1\rho = 4,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
ρ=250 g mL−1\rho = 250\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
ρ=10 000 g mL−1\rho = 10\ 000\ \mathrm{g\,mL^{-1}}

$$\rho = 4,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$$

Explication

La masse volumique se calcule par ρ=mV\rho = \frac{m}{V}, donc ρ=20050=4,0 g mL−1\rho = \frac{200}{50} = 4,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}. La valeur inverse correspondrait à un calcul incorrect utilisant le volume divisé par la masse.

8. Quelle valeur correspond à la masse volumique de l’eau liquide ?

1,0×103 L kg−11,0\times10^{3}\ \mathrm{L\,kg^{-1}}
1,0×10−3 kg m−31,0\times10^{-3}\ \mathrm{kg\,m^{-3}}
1,0 kg L−11,0\ \mathrm{kg\,L^{-1}}
1,0 g mL−11,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}

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

Explication

La masse volumique de l’eau liquide vaut 1,0 g mL−11,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}, ce qui est équivalent à 1,0 kg L−11,0\ \mathrm{kg\,L^{-1}} et 1,0×103 kg m−31,0\times10^{3}\ \mathrm{kg\,m^{-3}}. L’option exprimée en L kg−1\mathrm{L\,kg^{-1}} correspond à une grandeur inverse et non à une masse volumique.

9. Comment calcule-t-on la densité d’un liquide ou d’un solide par rapport à l’eau ?

d=ρρeaud = \frac{\rho}{\rho_{\mathrm{eau}}}
d=ρ−ρeaud = \rho-\rho_{\mathrm{eau}}
d=ρ×ρeaud = \rho\times\rho_{\mathrm{eau}}
d=ρeauρd = \frac{\rho_{\mathrm{eau}}}{\rho}

$$d = \frac{\rho}{\rho_{\mathrm{eau}}}$$

Explication

La densité d’un liquide ou d’un solide est le rapport de sa masse volumique à celle de l’eau : d=ρρeaud = \frac{\rho}{\rho_{\mathrm{eau}}}. Le rapport inversé ne correspond pas à la définition de cette densité.

10. Quelle observation permet d’identifier la présence d’eau avec du sulfate de cuivre anhydre ?

Le liquide produit une effervescence
La solution transparente devient trouble
La poudre blanche devient bleue
Le solide blanc devient rouge

La poudre blanche devient bleue

Explication

Le sulfate de cuivre anhydre blanc devient bleu lorsqu’il entre en contact avec de l’eau, ce qui permet de la détecter. L’eau de chaux, et non le sulfate de cuivre, sert à mettre en évidence le dioxyde de carbone.

11. Quel résultat obtient-on en approchant une allumette d’un échantillon contenant du dihydrogène ?

La flamme se rallume vivement
L’eau de chaux devient trouble
Le sulfate de cuivre devient bleu
Une petite détonation se produit

Une petite détonation se produit

Explication

Le dihydrogène est très inflammable et provoque une petite détonation au contact d’une flamme. Le ravivement d’une allumette incandescente caractérise plutôt la présence de dioxygène.

12. Que se passe-t-il lorsqu’une allumette incandescente est introduite dans du dioxygène ?

Elle produit une petite détonation
Elle devient recouverte d’un dépôt bleu
Elle provoque un trouble de l’eau de chaux
Elle s’enflamme de nouveau

Elle s’enflamme de nouveau

Explication

Le dioxygène favorise la combustion : une allumette incandescente s’enflamme à son contact. La petite détonation correspond au test du dihydrogène, tandis que l’eau de chaux sert à détecter le dioxyde de carbone.

13. Quel changement indique la présence de dioxyde de carbone lorsqu’on ajoute de l’eau de chaux ?

L’eau de chaux devient bleue
L’eau de chaux produit une flamme
L’eau de chaux devient incolore
L’eau de chaux devient trouble

L’eau de chaux devient trouble

Explication

Le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux, ce qui constitue son test caractéristique. Une coloration bleue concerne le sulfate de cuivre anhydre en présence d’eau.

14. En chromatographie sur couche mince, quel rôle joue l’éluant ?

Il constitue la phase fixe et retient les espèces
Il forme les taches après évaporation du solvant
Il mesure la masse de chaque espèce séparée
Il constitue la phase mobile et monte par capillarité

Il constitue la phase mobile et monte par capillarité

Explication

L’éluant est la phase mobile : il monte par capillarité dans la phase fixe et entraîne les espèces chimiques. Le papier ou la silice constitue la phase fixe, et non l’éluant.

15. Que peut-on conclure lorsqu’un dépôt M donne deux taches après chromatographie ?

M possède deux fois la masse de l’échantillon E
M est constitué uniquement de l’éluant
M contient au moins deux espèces chimiques
M contient une seule espèce chimique pure

M contient au moins deux espèces chimiques

Explication

Deux taches correspondent à au moins deux espèces chimiques ayant migré différemment dans le chromatogramme. Le nombre de taches ne renseigne pas directement sur la masse de l’échantillon.

16. Lors d’une chromatographie, que permet de supposer une tache de M située à la même hauteur qu’une tache de E ?

M a été déposé avec une phase fixe différente
M contient l’espèce déposée en E
M contient une quantité double de l’espèce E
M contient une espèce plus lourde que celle de E

M contient l’espèce déposée en E

Explication

Des taches à la même hauteur ont la même migration et permettent de supposer que l’échantillon M contient l’espèce déposée en E. Cette comparaison identifie une espèce par sa hauteur de migration, sans fournir sa quantité ni sa masse.

17. Comment la chromatographie sur couche mince sépare-t-elle et identifie-t-elle les espèces chimiques ?

Elle les sépare selon leur masse puis les identifie par leur température
Elle les sépare verticalement puis les identifie par comparaison horizontale des hauteurs
Elle les sépare dans le solvant puis les identifie par leur volume
Elle les sépare horizontalement puis les identifie par leur couleur initiale

Elle les sépare verticalement puis les identifie par comparaison horizontale des hauteurs

Explication

La migration vers le haut sépare verticalement les espèces, tandis que la comparaison des hauteurs de migration permet leur identification. La couleur initiale, la masse ou le volume ne constituent pas le principe décrit pour cette identification.

18. Quelle est la composition approximative de l’air en diazote et en dioxygène ?

Environ 80 % de diazote et 20 % de dioxygène
Environ 1 % de diazote et 99 % de dioxygène
Environ 20 % de diazote et 80 % de dioxygène
Environ 50 % de diazote et 50 % de dioxygène

Environ 80 % de diazote et 20 % de dioxygène

Explication

L’air contient approximativement 80 % de diazote et 20 % de dioxygène, le diazote étant majoritaire. Inverser ces proportions conduit à attribuer au dioxygène la place dominante qu’il n’occupe pas.

19. Quelle masse volumique faut-il utiliser pour l’air à 20 °C et au niveau de la mer ?

120 g⋅L−1120\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
0,12 g⋅L−10{,}12\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
12 g⋅L−112\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
1,2 g⋅L−11{,}2\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

$$1{,}2\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$$

Explication

Dans ces conditions de température et de pression, la masse volumique de l’air vaut 1,2 g⋅L−11{,}2\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}. Les autres valeurs correspondent à des erreurs d’échelle et ne décrivent pas la masse d’un litre d’air dans ces conditions.

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Qu'est-ce qu'une espèce chimique ?

Un ensemble d'entités chimiques identiques représenté par une formule.

Quelles entités composent une espèce chimique ?

Des atomes, des molécules ou des ions.

Qu'est-ce qu'un corps pur en chimie ?

Une seule espèce chimique sans ion isolé.

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