QCM : Les ions et leur identification (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un atome devient un ion après un échange d’électrons. Quelle propriété de son noyau est conservée lors de cette transformation ?

Le noyau est remplacé par un assemblage de nouveaux électrons.
Le noyau reste le même que celui de l’atome d’origine.
La charge du noyau devient identique à la charge totale de l’ion.
Le nombre de protons du noyau change avec les électrons échangés.

Le noyau reste le même que celui de l’atome d’origine.

Explication

La formation d’un ion résulte d’un gain ou d’une perte d’électrons, sans changement du noyau de l’atome d’origine. Modifier le nombre de protons ou remplacer le noyau confond l’échange électronique avec une transformation nucléaire.

2. Un échantillon contient des atomes neutres et des ions. Quelle différence électrique permet de distinguer ces deux espèces ?

L’atome est neutre, tandis que l’ion porte une charge électrique.
L’atome et l’ion sont neutres, mais diffèrent par leur noyau.
L’atome et l’ion sont chargés, mais diffèrent par leur nombre d’atomes.
L’atome porte une charge électrique, tandis que l’ion est neutre.

L’atome est neutre, tandis que l’ion porte une charge électrique.

Explication

Un atome est électriquement neutre, alors qu’un ion est électriquement chargé. Attribuer une charge à l’atome ou supposer que l’ion demeure neutre inverse cette distinction.

3. Un groupement d’atomes capte deux électrons lors d’une réaction. Quelle espèce obtient-on ?

Un anion chargé négativement.
Un cation chargé positivement.
Un atome électriquement neutre.
Un cation chargé négativement.

Un anion chargé négativement.

Explication

Le gain d’électrons forme un anion, qui porte une charge négative. Le cation résulte d’une perte d’électrons; l’ajout d’électrons ne rend pas l’espèce neutre.

4. Un ion magnésium se forme lorsqu’un atome de magnésium perd deux électrons. Quelle catégorie et quel signe de charge caractérisent cet ion ?

Un cation de charge positive.
Un atome de charge nulle.
Un anion de charge négative.
Un anion de charge positive.

Un cation de charge positive.

Explication

La perte d’électrons produit un cation de charge positive. Un anion se forme par gain d’électrons, tandis qu’un atome est électriquement neutre.

5. Un ion possède 12 protons et 10 électrons. Quelle est sa charge électrique, calculée avec Q=Np−NeQ = N_{p} - N_{e} ?

−22-22
+22+22
−2-2
+2+2

$$+2$$

Explication

En appliquant Q=Np−NeQ = N_{p} - N_{e}, on obtient 12−10=+212 - 10 = +2. Inverser la soustraction donne −2-2; additionner les nombres produit une valeur qui n’est pas la charge.

6. Une formule ionique contient deux atomes d’azote et un atome d’oxygène, et l’ion porte une charge de 3−3-. Comment faut-il écrire l’indice et la charge dans cette formule ?

Indice 2 pour N, aucun indice pour O et charge 3−3- en indice
Indice 1 pour N, indice 2 pour O et charge 3−3- en exposant
Indice 2 pour N, aucun indice pour O et charge 3−3- en exposant
Indice 2 pour N, indice 1 pour O et charge 3−3- en exposant

Indice 2 pour N, aucun indice pour O et charge $$3-$$ en exposant

Explication

Le nombre d’atomes s’écrit en indice, mais l’indice 1 est omis ; la charge se place en exposant. Écrire un indice 1 pour O applique à tort la notation explicite du nombre un, placer la charge en indice confond les positions, et inverser les indices change le nombre de chaque élément.

7. Dans la formule de l’ion sulfate SO42−\mathrm{SO_4^{2-}}, que signifient l’indice 4 et l’exposant 2−2- ?

Quatre atomes d’oxygène et une charge de 2+2+
Un atome d’oxygène et une charge de 4−4-
Deux atomes d’oxygène et une charge de 4−4-
Quatre atomes d’oxygène et une charge de 2−2-

Quatre atomes d’oxygène et une charge de $$2-$$

Explication

L’indice 4 indique quatre atomes d’oxygène, tandis que l’exposant 2−2- indique la charge de l’ion. Lire l’indice comme la charge confond les deux notations, le signe positif inverse la charge, et l’absence d’indice signifierait un seul atome d’oxygène.

8. On dissout un cristal ionique dans de l’eau distillée et les ions se dispersent dans le liquide. De quel type de solution s’agit-il ?

Une solution nécessairement chargée
Une solution ionique
Un cristal ionique fondu
Une solution moléculaire

Une solution ionique

Explication

Une solution qui contient des ions, notamment obtenue par dissolution d’un cristal ionique dans l’eau distillée, est une solution ionique. Une solution moléculaire ne caractérise pas la présence d’ions, la fusion n’est pas une dissolution, et la présence d’ions n’implique pas que la solution soit chargée.

9. Une solution contient des ions cuivre Cu2+\mathrm{Cu^{2+}} et des ions chlorure Cl−\mathrm{Cl^-}. Quelle proportion respecte la neutralité électrique ?

Un ion cuivre pour un ion chlorure
Deux ions cuivre pour un ion chlorure
Un ion cuivre pour deux ions chlorure
Deux ions cuivre pour deux ions chlorure

Un ion cuivre pour deux ions chlorure

Explication

La neutralité exige que la somme des charges soit nulle : la charge 2+2+ d’un ion cuivre est compensée par les charges 1−1- de deux ions chlorure. Un seul chlorure ne compense pas la charge, doubler le cuivre aggrave le déséquilibre, et deux ions de chaque type donnent une charge nette positive.

10. Une personne s’interroge sur le rôle du calcium dans l’organisme. Quelle fonction lui est attribuée ?

La régulation des liquides corporels, ainsi que la formation des dents et la contraction musculaire
La constitution des nerfs et des membranes cellulaires, ainsi que la coagulation du sang
La transmission des flux nerveux et musculaires, ainsi que la constitution des membranes cellulaires
La formation des os et des dents, ainsi que la contraction musculaire, la conduction nerveuse et la coagulation

La formation des os et des dents, ainsi que la contraction musculaire, la conduction nerveuse et la coagulation

Explication

Le calcium participe à la formation des os et des dents, à la contraction musculaire, à la conduction nerveuse et à la coagulation du sang. La transmission des flux renvoie au sodium, tandis que la constitution des nerfs et des membranes est associée au magnésium.

11. Un repas contient du sel de cuisine et l’organisme doit transmettre des flux nerveux et musculaires. Quel ion du sel joue ce rôle ?

L’ion sodium, Na⁺
L’ion magnésium, Mg²⁺
L’ion chlorure, Cl⁻
L’ion calcium, Ca²⁺

L’ion sodium, Na⁺

Explication

Le sodium est indispensable à la transmission des flux nerveux et musculaires et se trouve dans le sel de cuisine associé au chlorure. Le chlorure est l’ion associé au sodium, tandis que le calcium et le magnésium ont d’autres rôles cités.

12. Lors de la lecture d’une étiquette, quelle concentration en bicarbonates faut-il relever pour cette eau minérale ?

176 mg/l
37 mg/l
312 mg/l
372 mg/l

312 mg/l

Explication

L’étiquette indique 312 mg/l de bicarbonates. La valeur de 372 mg/l correspond aux sulfates, 37 mg/l aux chlorures et 176 mg/l au calcium.

13. Deux eaux minérales ont des compositions ioniques différentes. Quelle conséquence cette différence peut-elle avoir ?

Elles se distinguent par leur pH, sans que leur composition ionique influe sur le goût
Elles doivent présenter le même goût, mais peuvent différer par leur température
Elles peuvent avoir des goûts différents et être distinguées par leur composition
Elles peuvent différer par leur résidu sec, mais leur composition ionique ne les distingue pas

Elles peuvent avoir des goûts différents et être distinguées par leur composition

Explication

La composition ionique contribue au goût de l’eau et permet de distinguer les eaux. Le pH et le résidu sec sont des caractéristiques mesurées, mais ils ne remplacent pas ce rôle de la composition ionique.

14. Pour identifier les ions présents dans une solution inconnue, une élève ajoute un détecteur adapté. Quelle observation lui permet de conclure à un test positif ?

Un changement de couleur de la solution sans précipité
La disparition du détecteur dans la solution
La formation d’un précipité caractéristique
La formation de bulles sans précipité

La formation d’un précipité caractéristique

Explication

Un test positif d’identification repose sur la formation d’un précipité caractéristique après l’ajout d’un détecteur. Un simple changement de couleur, la dissolution du détecteur ou des bulles ne correspondent pas au critère décrit.

15. Deux solutions donnent chacune un précipité lors d’un test positif avec un détecteur. Quelle propriété permet de distinguer l’ion présent dans chaque solution ?

La quantité de précipité obtenue
La couleur caractéristique du précipité
La forme des grains du précipité
La nature du détecteur ajouté

La couleur caractéristique du précipité

Explication

Lors d’un test positif, la couleur du précipité est caractéristique de l’ion présent et permet donc de l’identifier. La forme, la quantité ou la nature du détecteur ne sont pas la propriété indiquée pour distinguer l’ion.

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Mémorisez les réponses avec 42 flashcards sur Les ions et leur identification.

Qu’est-ce qu’un ion ?

Un atome ou un groupement d’atomes ayant gagné ou perdu des électrons tout en conservant le même noyau que l’atome dont il dérive.

Quelle différence de charge distingue un atome d’un ion ?

Un atome est neutre, tandis qu’un ion est chargé.

Qu’est-ce qu’un anion ?

Un atome ou un groupement d’atomes ayant gagné un ou plusieurs électrons et portant une charge négative.

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