QCM : Identifier les espèces chimiques — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qu’une espèce chimique ?

Un ensemble d’entités chimiques identiques représenté par une formule
Un échantillon contenant une masse identique de chaque constituant
Un mélange dont les constituants possèdent le même état physique
Une substance constituée de plusieurs phases observables à l’œil nu

Un ensemble d’entités chimiques identiques représenté par une formule

Explication

Une espèce chimique regroupe des entités chimiques identiques, comme des atomes, des ions ou des molécules, et se note par une formule chimique. La présence de plusieurs phases décrit plutôt un mélange hétérogène, et non une espèce chimique.

2. Quelle distinction permet de différencier un corps pur d’un mélange ?

Un corps pur possède une formule chimique, tandis qu’un mélange n’en possède aucune
Un corps pur est visible en une phase, tandis qu’un mélange comporte plusieurs phases
Un corps pur est solide, tandis qu’un mélange peut être liquide ou gazeux
Un corps pur contient une seule espèce chimique, tandis qu’un mélange en contient plusieurs

Un corps pur contient une seule espèce chimique, tandis qu’un mélange en contient plusieurs

Explication

Un corps pur est constitué d’une seule espèce chimique, alors qu’un mélange en rassemble plusieurs. La distinction ne dépend pas de l’état physique ni nécessairement du nombre de phases visibles.

3. Quelle expression permet de calculer le pourcentage massique de l’espèce A dans un mélange ?

Pm(A)=m(A)m(meˊlange)×100P_m(A)=\frac{m(A)}{m(\text{mélange})}\times100
Pm(A)=m(meˊlange)m(A)×100P_m(A)=\frac{m(\text{mélange})}{m(A)}\times100
Pm(A)=V(A)V(meˊlange)×100P_m(A)=\frac{V(A)}{V(\text{mélange})}\times100
Pm(A)=V(meˊlange)V(A)×100P_m(A)=\frac{V(\text{mélange})}{V(A)}\times100

$$P_m(A)=\frac{m(A)}{m(\text{mélange})}\times100$$

Explication

Le pourcentage massique compare la masse de l’espèce A à la masse totale du mélange, puis multiplie le rapport par 100. Les expressions utilisant des volumes correspondent au pourcentage volumique, tandis que l’inversion des masses ne donne pas la proportion recherchée.

4. Un mélange contient 30 mL d’une espèce A dans un volume total de 120 mL ; quel est son pourcentage volumique en A ?

25 %
30 %
75 %
40 %

25 %

Explication

Le pourcentage volumique vaut Pv(A)=30120×100=25 %P_v(A)=\frac{30}{120}\times100=25\,\%, car il compare les deux volumes dans la même unité. La masse de l’espèce n’intervient pas dans ce calcul de composition volumique.

5. Comment reconnaît-on un mélange homogène à l’œil nu ?

On n’y distingue qu’une seule phase
On n’y trouve qu’une seule espèce chimique
On y distingue au moins deux phases
On y observe nécessairement un solide et un liquide

On n’y distingue qu’une seule phase

Explication

Un mélange homogène présente une seule phase visible à l’œil nu, même s’il peut contenir plusieurs espèces chimiques. La présence d’une seule espèce chimique caractérise un corps pur plutôt qu’un mélange homogène.

6. Quelle observation caractérise un mélange hétérogène ?

La présence visible d’au moins deux phases
La présence d’une seule espèce chimique dissoute
L’absence de constituants observables dans le mélange
La présence d’une seule phase d’aspect uniforme

La présence visible d’au moins deux phases

Explication

Un mélange hétérogène permet de distinguer au moins deux phases à l’œil nu. Un aspect uniforme avec une seule phase correspond au critère d’un mélange homogène, même si plusieurs espèces chimiques peuvent y être présentes.

7. Que permet de conclure un test chimique positif réalisé dans les conditions prévues ?

Il mesure directement la quantité de l’espèce présente
Il met en évidence une espèce recherchée dans ces conditions
Il prouve que l’échantillon possède une composition homogène
Il identifie avec certitude toutes les espèces de l’échantillon

Il met en évidence une espèce recherchée dans ces conditions

Explication

Un résultat positif caractéristique révèle la présence de l’espèce recherchée dans les conditions du test. Il ne suffit pas, à lui seul, à établir l’identification complète de l’échantillon.

8. Quelle précaution s’impose lors d’un test d’identification d’un gaz avec une flamme ?

Observer la couleur du gaz avant de choisir une flamme
Réaliser la manipulation près d’une source de chaleur stable
Respecter le protocole et obtenir l’accord du professeur
Comparer le gaz à l’air sans effectuer de manipulation

Respecter le protocole et obtenir l’accord du professeur

Explication

Un test de gaz avec une flamme doit être conduit suivant le protocole et avec l’accord du professeur, car il comporte un risque lié à la flamme. Une simple observation sans flamme ne présente pas cette exigence particulière.

9. Comment se comporte la température d’un corps pur pendant un changement d’état à pression constante ?

Elle varie comme celle d’un mélange pendant la transformation
Elle reste constante et forme un palier sur la courbe
Elle augmente progressivement pendant toute la transformation
Elle diminue avant de reprendre sa valeur initiale

Elle reste constante et forme un palier sur la courbe

Explication

À pression constante, un corps pur change d’état à température constante, ce qui produit un palier sur la courbe de chauffage. La variation progressive de température pendant le changement d’état caractérise généralement un mélange.

10. Quelles sont les températures de fusion et d’ébullition de l’eau pure à pression atmosphérique normale ?

100 °C pour la fusion et 0 °C pour l’ébullition
0 °C pour la fusion et 100 °C pour l’ébullition
10 °C pour la fusion et 100 °C pour l’ébullition
0 °C pour la fusion et 90 °C pour l’ébullition

0 °C pour la fusion et 100 °C pour l’ébullition

Explication

À pression atmosphérique normale, l’eau pure fond à 0 °C et bout à 100 °C. Ces valeurs ne s’appliquent pas de la même manière lorsque la pression change.

11. Quelle démarche permet d’exploiter correctement une courbe de chauffage ?

Repérer la pente maximale, convertir la température et négliger la pression
Repérer les hausses, rechercher un palier, lire sa température et vérifier la pression
Chercher la durée totale, comparer les volumes et retenir la valeur moyenne
Lire la température finale, puis conclure sans examiner les portions horizontales

Repérer les hausses, rechercher un palier, lire sa température et vérifier la pression

Explication

L’analyse consiste à repérer les portions où la température augmente, à rechercher un éventuel palier, à en lire la température et à vérifier la pression. Se limiter à la température finale ne permet pas d’identifier correctement un changement d’état.

12. Quelle relation définit la masse volumique d’un échantillon ?

ρ=m×V\rho=m\times V
ρ=m+V\rho=m+V
ρ=mV\rho=\frac{m}{V}
ρ=Vm\rho=\frac{V}{m}

$$\rho=\frac{m}{V}$$

Explication

La masse volumique est le quotient de la masse par le volume, soit ρ=mV\rho=\frac{m}{V}. La masse reste une grandeur distincte du volume choisi et ne se définit pas comme leur produit ou leur somme.

13. Quelle méthode convient pour identifier un liquide à partir de sa masse volumique ?

Mesurer sa masse et son volume, calculer ρ=mV\rho=\frac{m}{V}, puis comparer aux références en tenant compte de l’incertitude
Peser un volume inconnu, utiliser la masse seule, puis conclure à partir de sa valeur numérique
Mesurer sa température, estimer son volume, puis choisir la référence la plus proche sans calcul
Calculer ρ=Vm\rho=\frac{V}{m}, ignorer les unités et retenir toute valeur voisine

Mesurer sa masse et son volume, calculer $$\rho=\frac{m}{V}$$, puis comparer aux références en tenant compte de l’incertitude

Explication

Il faut mesurer la masse et le volume, calculer ρ=mV\rho=\frac{m}{V} avec des unités cohérentes, puis comparer le résultat aux valeurs de référence en considérant l’incertitude. La masse seule ou une formule inversée ne permet pas d’identifier correctement le liquide.

14. Quel est le double objectif de la chromatographie sur couche mince appliquée à un mélange homogène ?

Séparer ses constituants puis les identifier par comparaison avec des références
Filtrer ses constituants puis mesurer leur conductivité électrique
Dissoudre ses constituants puis déterminer leur état physique
Mesurer sa température puis calculer la masse de ses constituants

Séparer ses constituants puis les identifier par comparaison avec des références

Explication

La chromatographie sur couche mince sépare les constituants du mélange, puis permet de les identifier en comparant leur migration à celle de références. La mesure de la température et le calcul des masses ne constituent pas le double objectif de cette méthode.

15. Lors de la mise en œuvre d’une chromatographie sur couche mince, quelle disposition est correcte au moment de placer la plaque dans la cuve ?

Les dépôts restent au-dessus de l’éluant afin que celui-ci migre sur la plaque
Les dépôts sont placés près du bord supérieur pour suivre directement la migration
Les dépôts sont immergés dans l’éluant afin qu’ils se dissolvent rapidement
La plaque reste hors de la cuve afin d’éviter tout contact avec l’éluant

Les dépôts restent au-dessus de l’éluant afin que celui-ci migre sur la plaque

Explication

Les dépôts doivent rester au-dessus de l’éluant, tandis que la plaque est placée dans la cuve pour permettre la migration du solvant. Immerger les dépôts les mettrait directement dans l’éluant et empêcherait une séparation correcte.

16. Une plaque de chromatographie sur couche mince montre trois taches distinctes pour un échantillon. Quelle conclusion est compatible avec les limites de la méthode ?

L’échantillon contient une seule espèce qui a changé de couleur
L’échantillon est un mélange contenant plusieurs espèces détectées
L’échantillon est un corps pur dont la tache s’est dédoublée
L’échantillon est identifiable sans comparaison avec une référence

L’échantillon est un mélange contenant plusieurs espèces détectées

Explication

Plusieurs taches indiquent, dans les limites de la méthode, que l’échantillon est un mélange. Une tache dédoublée ne permet pas de conclure à un corps pur, et l’identification exige une comparaison adaptée avec des références.

17. Pour identifier un échantillon de manière rigoureuse, quelle démarche faut-il suivre après l’observation initiale ?

Comparer directement l’échantillon à une référence, puis choisir ensuite une propriété mesurable
Réaliser plusieurs mesures sans précaution, puis conclure selon l’aspect général de l’échantillon
Choisir un test adapté, mesurer en sécurité, comparer à une référence et conclure en considérant les erreurs
Choisir un test familier, mesurer rapidement, ignorer la référence et retenir le résultat obtenu

Choisir un test adapté, mesurer en sécurité, comparer à une référence et conclure en considérant les erreurs

Explication

La démarche consiste à choisir une propriété ou un test adapté, effectuer la mesure en sécurité, comparer le résultat à une référence et tenir compte des sources d’erreur. Se fier à l’aspect général ou négliger la référence ne fournit pas une identification suffisamment fondée.

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Qu'est-ce qu'une espèce chimique ?

Un ensemble d’entités chimiques identiques représenté par une formule chimique.

Que contient un corps pur ?

Une seule espèce chimique.

Que contient un mélange ?

Plusieurs espèces chimiques.

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