QCM : Corps purs et solutions aqueuses (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle caractéristique définit un corps pur ?

Sa composition varie lors d’un changement d’état.
Ses constituants sont distinguables à l’œil nu.
Il est constitué d’une seule espèce chimique.
Il contient au moins deux espèces chimiques.

Il est constitué d’une seule espèce chimique.

Explication

Un corps pur est constitué d’une seule espèce chimique. La présence d’au moins deux espèces caractérise un mélange.

2. Un échantillon contient du sel et de l’eau : comment le classer selon le nombre d’espèces chimiques présentes ?

Comme un corps pur, car il forme une seule phase visible.
Comme un corps pur, car ses constituants sont dissous.
Comme un mélange, car il contient au moins deux espèces chimiques.
Comme un mélange, car ses constituants sont distinguables à l’œil nu.

Comme un mélange, car il contient au moins deux espèces chimiques.

Explication

La présence d’au moins deux espèces chimiques fait de l’échantillon un mélange. Former une seule phase visible ne le transforme pas en corps pur.

3. Dans un mélange, les constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu : comment qualifie-t-on ce mélange ?

De mélange homogène.
De mélange hétérogène.
De corps pur composé.
De corps pur simple.

De mélange homogène.

Explication

Un mélange est homogène lorsque ses constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu. Un mélange hétérogène, au contraire, laisse ses constituants visibles.

4. Lorsqu’un corps pur change d’état, quelle évolution de température observe-t-on pendant le changement ?

La température augmente régulièrement pendant toute la transformation.
La température reste constante et forme un palier.
La température diminue sans former de palier.
La température varie selon les proportions des constituants.

La température reste constante et forme un palier.

Explication

Le changement d’état d’un corps pur se déroule à température constante, ce qui apparaît sous la forme d’un palier. Une température qui ne reste pas constante est caractéristique du changement d’état d’un mélange.

5. Lors du changement d’état d’un mélange, que peut-on conclure à propos de sa température ?

Elle ne reste pas constante pendant la transformation.
Elle forme un palier constant pendant toute la transformation.
Elle dépend de la visibilité des constituants à l’œil nu.
Elle atteint nécessairement zéro degré au début de la transformation.

Elle ne reste pas constante pendant la transformation.

Explication

Lors du changement d’état d’un mélange, la température ne reste pas constante. Le palier à température constante correspond au changement d’état d’un corps pur.

6. Quelle proportion simplifiée de diazote et de dioxygène décrit la composition de l’air ?

50 % de diazote et 50 % de dioxygène.
20 % de diazote et 80 % de dioxygène.
80 % de diazote et 20 % de dioxygène.
80 % de dioxygène et 20 % de vapeur d’eau.

80 % de diazote et 20 % de dioxygène.

Explication

La composition simplifiée de l’air comprend 80 % de diazote et 20 % de dioxygène. Inverser ces proportions attribue à chaque gaz une part incorrecte.

7. En utilisant les masses volumiques du diazote et du dioxygène et leurs proportions dans l’air, quelle estimation obtient-on pour la masse volumique de l’air ?

Environ 2,7 g/L2{,}7\ \text{g/L}, par addition des masses volumiques des deux gaz.
Environ 1,3 g/L1{,}3\ \text{g/L}, par moyenne pondérée des deux gaz.
Environ 1,4 g/L1{,}4\ \text{g/L}, en retenant la masse volumique du dioxygène.
Environ 1,3 g/L1{,}3\ \text{g/L}, en retenant la masse volumique du diazote sans pondération.

Environ $$1{,}3\ \text{g/L}$$, par moyenne pondérée des deux gaz.

Explication

La masse volumique de l’air s’estime en pondérant celles du diazote et du dioxygène par leurs proportions, ce qui donne environ 1,3 g/L1{,}3\ \text{g/L}. Leur simple addition ne tient pas compte des proportions et surestime le résultat.

8. Quelle grandeur correspond au rapport entre la masse d’une substance et son volume ?

La concentration en masse, définie par la masse de soluté par volume de solution
La masse volumique, définie par ρ=mV\rho=\frac{m}{V}
Le pourcentage volumique, défini par le volume de l’espèce par volume de mélange
Le pourcentage massique, défini par la masse de l’espèce par masse de mélange

La masse volumique, définie par $$\rho=\frac{m}{V}$$

Explication

La masse volumique rapporte la masse d’une substance à son volume. La concentration en masse rapporte plutôt la masse de soluté au volume de la solution.

9. Dans un mélange, comment calcule-t-on le pourcentage massique de l’espèce A ?

On divise la masse de A par la masse totale du mélange, puis on multiplie par 100.
On divise la masse de A par le volume total du mélange, puis on multiplie par 100.
On divise le volume total du mélange par le volume de A, puis on multiplie par 100.
On divise le volume de A par le volume total du mélange, puis on multiplie par 100.

On divise la masse de A par la masse totale du mélange, puis on multiplie par 100.

Explication

Le pourcentage massique compare la masse de l’espèce A à la masse totale du mélange et exprime le rapport en pourcentage. Le rapport des volumes sert à calculer un pourcentage volumique, pas massique.

10. Un mélange contient une espèce A de volume V(A)V(A) et possède un volume total VV ; quelle expression donne le pourcentage volumique de A ?

Pv(A)=V(A)V×100P_v(A)=\frac{V(A)}{V}\times100
Pv(A)=m(A)m×100P_v(A)=\frac{m(A)}{m}\times100
Pv(A)=m(A)V×100P_v(A)=\frac{m(A)}{V}\times100
Pv(A)=VV(A)×100P_v(A)=\frac{V}{V(A)}\times100

$$P_v(A)=\frac{V(A)}{V}\times100$$

Explication

Le pourcentage volumique est le rapport du volume de A au volume total, multiplié par 100. L’expression utilisant les masses correspond au pourcentage massique.

11. Que révèle un chromatogramme sur couche mince lorsqu’un échantillon forme plusieurs taches distinctes ?

L’échantillon est un solvant pur qui a entraîné plusieurs phases liquides.
L’échantillon est un corps pur dont la tache s’est divisée en plusieurs formes.
L’échantillon contient un seul constituant qui a migré à plusieurs hauteurs.
L’échantillon est un mélange dont les constituants ont été séparés.

L’échantillon est un mélange dont les constituants ont été séparés.

Explication

En chromatographie sur couche mince, un mélange se sépare en taches distinctes correspondant à ses espèces constituantes. Un corps pur forme une tache, plutôt que plusieurs taches de séparation.

12. Sur un chromatogramme lu horizontalement, que signifie l’alignement de deux taches à la même hauteur ?

Elles proviennent nécessairement du même échantillon déposé.
Elles correspondent à des espèces différentes présentes en même proportion.
Elles correspondent à la même espèce chimique.
Elles indiquent que les deux échantillons sont des corps purs.

Elles correspondent à la même espèce chimique.

Explication

Des taches situées à la même hauteur lors d’une lecture horizontale correspondent à une même espèce chimique. Des constituants différents d’un mélange se distinguent par des taches à des hauteurs différentes.

13. Quelle description définit correctement une solution ?

Un mélange homogène constitué d’un soluté et d’un solvant.
Un corps pur composé d’un soluté dissous dans un solvant.
Un mélange hétérogène constitué d’un soluté et d’un solvant.
Un mélange homogène constitué de deux solvants sans soluté.

Un mélange homogène constitué d’un soluté et d’un solvant.

Explication

Une solution est un mélange homogène formé d’un soluté et d’un solvant. Un mélange hétérogène ne répond pas à cette définition, même s’il contient ces deux types de constituants.

14. Lors d’une dissolution dans une fiole jaugée, quelle opération permet d’obtenir le volume final exact avant l’homogénéisation ?

Ajouter de l’eau jusqu’aux trois quarts, puis homogénéiser sans ajuster le volume.
Verser le soluté dans une fiole déjà remplie au trait, puis retirer l’excédent de liquide.
Remplir la fiole à ras bord après dissolution, puis ajuster le niveau en inclinant la fiole.
Compléter à l’eau jusqu’au trait de jauge en plaçant le bas du ménisque au trait.

Compléter à l’eau jusqu’au trait de jauge en plaçant le bas du ménisque au trait.

Explication

Après dissolution et ajout d’eau aux trois quarts, on complète jusqu’au trait de jauge en plaçant le bas du ménisque au niveau du trait. S’arrêter aux trois quarts ne donne pas le volume final requis.

15. Une solution contient 12 g12\,\text{g} de soluté dans un volume de 3 L3\,\text{L}. Quelle est sa concentration en masse ?

9 g/L9\,\text{g/L}
4 g/L4\,\text{g/L}
36 g/L36\,\text{g/L}
0,25 g/L0{,}25\,\text{g/L}

$$4\,\text{g/L}$$

Explication

La concentration en masse se calcule en divisant la masse du soluté par le volume de la solution, soit 12/3=4 g/L12/3=4\,\text{g/L}. Le calcul inverse, qui donne 0,25 g/L0{,}25\,\text{g/L}, ne correspond pas à la formule de la concentration en masse.

16. Pour estimer la concentration inconnue d’une solution colorée, comment utilise-t-on une échelle de teintes ?

On mesure sa température et on la compare à celle de solutions étalons de concentrations inconnues.
On ajoute du soluté jusqu’à ce que sa coloration corresponde à celle d’une solution mère.
On compare sa masse à celle de solutions étalons de volumes différents contenant des solutés distincts.
On compare sa coloration à celle de solutions étalons de concentrations connues contenant le même soluté.

On compare sa coloration à celle de solutions étalons de concentrations connues contenant le même soluté.

Explication

L’échelle de teintes permet d’encadrer la concentration inconnue en comparant la coloration à celles de solutions contenant le même soluté et de concentrations connues. Comparer des températures ne fournit pas cette estimation colorimétrique.

17. Que signifie diluer une solution mère pour obtenir une solution fille ?

Ajouter du soluté afin d’obtenir une solution plus concentrée.
Retirer du solvant afin d’obtenir une solution plus concentrée.
Ajouter du solvant afin d’obtenir une solution moins concentrée.
Séparer le soluté de la solution afin d’obtenir un liquide pur.

Ajouter du solvant afin d’obtenir une solution moins concentrée.

Explication

La dilution consiste à ajouter du solvant à la solution mère pour former une solution fille moins concentrée. Ajouter du soluté augmente au contraire la quantité de soluté et ne décrit pas le principe de la dilution.

18. Lors de la préparation d’une solution fille dans une fiole jaugée, quelle succession d’étapes permet d’obtenir le volume final voulu ?

Prélever la solution mère avec une éprouvette, la verser dans la fiole, remplir d’eau distillée jusqu’au bord et laisser reposer sans agiter.
Verser d’abord l’eau distillée jusqu’au trait, ajouter la solution mère à la pipette, puis compléter au-delà du trait avant d’agiter.
Prélever la solution mère à la pipette jaugée, la verser dans la fiole, ajouter de l’eau distillée et homogénéiser après avoir ajusté le ménisque au trait.
Verser la solution mère dans la fiole, ajouter un soluté solide, puis ajuster le niveau au trait avant de transvaser le mélange.

Prélever la solution mère à la pipette jaugée, la verser dans la fiole, ajouter de l’eau distillée et homogénéiser après avoir ajusté le ménisque au trait.

Explication

La préparation requiert un prélèvement à la pipette jaugée, un transfert dans la fiole jaugée, puis l’ajout d’eau distillée et un ajustement du bas du ménisque au trait, suivi d’une homogénéisation. L’ajout d’un soluté solide relève d’une dissolution et ne fait pas partie de cette procédure de dilution.

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De combien d’espèces chimiques un corps pur est-il constitué ?

D’une seule espèce chimique.

De combien d’espèces chimiques un mélange est-il constitué au minimum ?

D’au moins deux espèces chimiques.

À l’œil nu, qu’est-ce qui caractérise un mélange homogène ?

Aucun constituant n’est distinguable.

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