QCM : Les solutions aqueuses (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour diluer cinq fois une solution mère de concentration 10,0 g⋅L−110{,}0\ \text{g·L}^{-1} et obtenir 100,0 mL100{,}0\ \text{mL} de solution fille, quel prélèvement faut-il effectuer et quelle concentration obtient-on ?

Prélever 20,0 mL20{,}0\ \text{mL} et obtenir 50,0 g⋅L−150{,}0\ \text{g·L}^{-1}
Prélever 5,0 mL5{,}0\ \text{mL} et obtenir 10,0 g⋅L−110{,}0\ \text{g·L}^{-1}
Prélever 20,0 mL20{,}0\ \text{mL} et obtenir 2,0 g⋅L−12{,}0\ \text{g·L}^{-1}
Prélever 80,0 mL80{,}0\ \text{mL} et obtenir 2,0 g⋅L−12{,}0\ \text{g·L}^{-1}

Prélever $$20{,}0\ \text{mL}$$ et obtenir $$2{,}0\ \text{g·L}^{-1}$$

Explication

Une dilution par cinq impose un volume de solution mère égal à 100,0/5=20,0 mL100{,}0/5=20{,}0\ \text{mL}, et la concentration devient 10,0/5=2,0 g⋅L−110{,}0/5=2{,}0\ \text{g·L}^{-1}. Un prélèvement de 80,0 mL80{,}0\ \text{mL} correspondrait à une dilution beaucoup plus faible.

2. Dans une solution, quelle distinction décrit correctement le solvant et le soluté ?

Le solvant est majoritaire, tandis que le soluté est l’espèce dissoute.
Le solvant est l’espèce dissoute, tandis que le soluté forme le milieu majoritaire.
Le solvant est toujours solide, tandis que le soluté est toujours liquide.
Le solvant et le soluté sont nécessairement deux espèces de même état physique.

Le solvant est majoritaire, tandis que le soluté est l’espèce dissoute.

Explication

Le solvant constitue l’espèce majoritaire du mélange, alors que le soluté y est dissous et peut être solide, liquide ou gazeux. Le soluté n’est donc pas défini par un état physique unique.

3. Une dilution conduit à une solution fille de volume VfilleV_{\text{fille}} et de concentration CfilleC_{\text{fille}}. Quelle relation traduit la conservation de la masse de soluté ?

Cmeˋre+Vmeˋre=Cfille+VfilleC_{\text{mère}} + V_{\text{mère}} = C_{\text{fille}} + V_{\text{fille}}
CmeˋreVfille=CfilleVmeˋreC_{\text{mère}}V_{\text{fille}} = C_{\text{fille}}V_{\text{mère}}
CmeˋreVmeˋre=CfilleVfille\frac{C_{\text{mère}}}{V_{\text{mère}}} = \frac{C_{\text{fille}}}{V_{\text{fille}}}
CmeˋreVmeˋre=CfilleVfilleC_{\text{mère}}V_{\text{mère}} = C_{\text{fille}}V_{\text{fille}}

$$C_{\text{mère}}V_{\text{mère}} = C_{\text{fille}}V_{\text{fille}}$$

Explication

La masse de soluté reste constante pendant la dilution, ce qui donne mmeˋre=mfillem_{\text{mère}}=m_{\text{fille}} et donc CmeˋreVmeˋre=CfilleVfilleC_{\text{mère}}V_{\text{mère}}=C_{\text{fille}}V_{\text{fille}}. Les autres relations ne représentent pas la conservation de la quantité de soluté.

4. Quelle succession d’opérations correspond à une préparation par dissolution ?

Peser le soluté, le dissoudre dans l’eau distillée, puis ajuster le volume dans une fiole jaugée.
Peser la solution finale, la filtrer, puis compléter avec du soluté jusqu’au trait de jauge.
Mesurer le volume du solvant, ajouter le soluté, puis évaporer l’excédent de liquide.
Prélever une solution mère, ajouter de l’eau, puis transférer le mélange dans un bécher gradué.

Peser le soluté, le dissoudre dans l’eau distillée, puis ajuster le volume dans une fiole jaugée.

Explication

La dissolution consiste à mesurer la masse de soluté, à le dissoudre dans l’eau distillée, puis à ajuster précisément le volume dans une fiole jaugée. Le prélèvement d’une solution mère correspond à une dilution, et non à une dissolution.

5. Quelle masse de soluté faut-il utiliser pour préparer 0,250 L0,250\ \text{L} d’une solution de concentration en masse 12,0 g⋅L−112,0\ \text{g·L}^{-1} ?

48,0 g48,0\ \text{g}
12,25 g12,25\ \text{g}
3,00 g3,00\ \text{g}
0,021 g0,021\ \text{g}

$$3,00\ \text{g}$$

Explication

La masse se calcule avec m=Cm×Vm = C_m \times V, donc m=12,0×0,250=3,00 gm = 12,0 \times 0,250 = 3,00\ \text{g}. La valeur 0,021 g0,021\ \text{g} résulte d’une division inadaptée entre la concentration et le volume.

6. Quelle opération permet de préparer une solution fille moins concentrée à partir d’une solution mère ?

Dissoudre le soluté dans un nouveau volume de solvant
Ajouter du solvant à la solution mère
Évaporer une partie du solvant de la solution mère
Ajouter du soluté solide à la solution mère

Ajouter du solvant à la solution mère

Explication

La dilution consiste à ajouter du solvant à une solution mère afin d’obtenir une solution fille moins concentrée. La dissolution, en revanche, démarre avec un soluté que l’on introduit dans un solvant.

7. Quelle condition permet de qualifier une solution d’aqueuse ?

Son solvant est l’eau.
Elle contient nécessairement un soluté ionique.
Elle est préparée avec un soluté à l’état solide.
Elle possède une concentration en masse exprimée en grammes par litre.

Son solvant est l’eau.

Explication

Une solution aqueuse est définie par la présence d’eau comme solvant. La nature du soluté et l’unité de concentration ne suffisent pas à établir cette qualification.

8. Que se produit-il lorsqu’une solution devient saturée ?

La concentration en masse devient nulle dans toute la solution.
Le solvant disparaît progressivement et le mélange reste homogène.
Le soluté déjà dissous se transforme nécessairement en solvant.
Le soluté supplémentaire ne se dissout plus et le mélange devient hétérogène.

Le soluté supplémentaire ne se dissout plus et le mélange devient hétérogène.

Explication

Une solution saturée ne peut plus dissoudre davantage de soluté, qui peut alors rester séparé et rendre le mélange hétérogène. La saturation ne signifie ni disparition du solvant ni annulation de la concentration.

9. Une solution contient 3,0 g de soluté dans 0,50 L de solution. Quelle est sa concentration en masse ?

3,5 g⋅L−13,5\ \text{g·L}^{-1}
6,0 g⋅L−16,0\ \text{g·L}^{-1}
0,17 g⋅L−10,17\ \text{g·L}^{-1}
1,5 g⋅L−11,5\ \text{g·L}^{-1}

$$6,0\ \text{g·L}^{-1}$$

Explication

La relation Cm=msoluteˊVsolutionC_m = \frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}} donne ici Cm=3,00,50=6,0 g⋅L−1C_m = \frac{3,0}{0,50} = 6,0\ \text{g·L}^{-1}. La valeur 1,5 g⋅L−11,5\ \text{g·L}^{-1} provient d’une multiplication au lieu de la division.

10. Quelle propriété caractérise une solution par opposition à un mélange hétérogène ?

Elle présente une composition homogène à l’échelle observée.
Elle conserve les solutés sous forme de dépôts séparés.
Elle contient plusieurs phases visibles à l’œil nu.
Elle résulte du mélange de deux solvants majoritaires.

Elle présente une composition homogène à l’échelle observée.

Explication

Une solution est un mélange homogène obtenu lorsqu’un ou plusieurs solutés se dissolvent dans un solvant. Un mélange hétérogène, au contraire, présente plusieurs parties ou phases distinguables.

11. Que représente la concentration en masse d’un soluté ?

La masse de solvant présente dans un litre de mélange homogène.
La masse totale de solution contenue dans un litre de solvant.
Le volume de solution nécessaire pour dissoudre un gramme de soluté.
La masse de soluté dissous dans un litre de solution.

La masse de soluté dissous dans un litre de solution.

Explication

La concentration en masse indique la masse de soluté dissous rapportée à un litre de solution. Elle ne correspond pas à la masse totale de la solution, notion associée à la masse volumique.

12. Quelle définition décrit une échelle de teintes ?

Une série de solvants incolores utilisés pour dissoudre un échantillon
Une gamme de solutions colorées préparées par dilution d’une solution mère
Un ensemble de solides colorés classés selon leur masse volumique
Une collection de solutions inconnues destinées à être mesurées séparément

Une gamme de solutions colorées préparées par dilution d’une solution mère

Explication

Une échelle de teintes est constituée de solutions colorées étalons obtenues par dilution d’une solution mère. La solution à analyser n’est pas l’échelle elle-même : elle est comparée à cette gamme.

13. Comment estime-t-on la concentration d’une solution colorée à l’aide d’une échelle de teintes ?

En déterminant le volume initial de la solution mère utilisée
En ajoutant du soluté jusqu’à obtenir une solution incolore
En comparant sa teinte à celles des solutions étalons
En mesurant la masse du solvant contenu dans chaque solution

En comparant sa teinte à celles des solutions étalons

Explication

La concentration est estimée en rapprochant la teinte de la solution étudiée de celles des solutions étalons de l’échelle. Mesurer la masse du solvant ne permet pas directement cette comparaison colorimétrique.

14. Lors d’une dilution, quelle séquence décrit correctement la préparation de la solution fille ?

Prélever la solution mère, transférer dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau puis compléter au trait
Mélanger la solution mère et l’eau dans un bécher, puis mesurer le volume avec une éprouvette
Prélever de l’eau distillée, transférer dans une fiole jaugée, ajouter la solution mère puis agiter
Verser la solution mère jusqu’au trait, ajouter de l’eau distillée puis transférer dans une pipette

Prélever la solution mère, transférer dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau puis compléter au trait

Explication

Le volume requis de solution mère est prélevé avec une pipette jaugée, transféré dans une fiole jaugée, puis le volume est ajusté avec de l’eau distillée avant agitation. Prélever d’abord l’eau ne respecte pas le protocole de dilution indiqué.

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Qu'est-ce qu'une solution en chimie ?

Un mélange homogène obtenu par dissolution d’un ou plusieurs solutés dans un solvant.

Quelle espèce est majoritaire dans une solution ?

Le solvant.

Quels états physiques peut avoir un soluté ?

Un solide, un liquide ou un gaz.

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