QCM : Mélanges et corps purs — 22 questions

Explication

Un corps pur est constitué d’une seule espèce chimique. La présence de plusieurs espèces chimiques caractérise un mélange, même si ses constituants ne sont pas visibles à l’œil nu.

Explication

Un mélange contient au moins deux espèces chimiques. La visibilité des constituants sert à distinguer un mélange homogène d’un mélange hétérogène, mais ne définit pas un mélange en général.

Explication

Dans un mélange homogène, les constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu, tandis qu’au moins deux constituants peuvent l’être dans un mélange hétérogène. Un mélange homogène reste toutefois composé de plusieurs espèces chimiques.

Explication

Une espèce chimique est un constituant identifié d’un échantillon de matière, et un corps pur n’en contient qu’une seule. Les autres propositions décrivent soit des constituants multiples, soit une grandeur physique.

Explication

Le dioxyde de carbone contient plusieurs éléments chimiques et constitue donc un corps pur composé, tandis que le dioxygène ne contient qu’un seul élément et constitue un corps pur simple. Le nombre d’éléments chimiques ne doit pas être confondu avec le nombre d’espèces chimiques.

Explication

La masse volumique se calcule avec $\rho=\frac{m}{V}$, donc $\rho=\frac{200}{50}=4,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$. La valeur $0,25\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$ correspondrait à l’inversion du rapport.

Explication

La densité est le rapport de la masse volumique de l’espèce à celle de l’eau, soit $d=\frac{\rho}{\rho_{eau}}$, et elle est sans unité. L’expression inverse comparerait l’eau à l’espèce étudiée, et les autres expressions ne sont pas des rapports de masses volumiques.

Explication

Avec $d=\frac{\rho}{\rho_{eau}}$, on obtient $\rho=d\times\rho_{eau}=0,783\times1,00=0,783\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$. La valeur $0,217\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$ provient d’une soustraction incorrecte entre la densité et celle de l’eau.

Explication

À pression donnée, le changement d’état d’une espèce pure se déroule à température constante. Une variation progressive de température caractérise plutôt un chauffage ou un refroidissement hors changement d’état.

Explication

La température de $20\,^{\circ}\mathrm{C}$ est comprise entre la fusion à $6\,^{\circ}\mathrm{C}$ et l’ébullition à $80{,}7\,^{\circ}\mathrm{C}$, donc le cyclohexane est liquide. Il serait solide en dessous de sa température de fusion et gazeux au-dessus de sa température d’ébullition.

Explication

Les tests chimiques caractéristiques permettent d’identifier l’eau, le dihydrogène, le dioxygène et le dioxyde de carbone. Les autres propositions remplacent plusieurs de ces espèces par des substances qui ne figurent pas dans cette série de tests.

Explication

Le sulfate de cuivre anhydre devient bleu au contact de l’eau, ce qui constitue un test de reconnaissance de l’eau. Le trouble de l’eau de chaux est associé au dioxyde de carbone, et non au sulfate de cuivre anhydre.

Explication

Le dioxygène ravive une allumette incandescente, tandis que le dihydrogène détonne avec une flamme et que le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux. La détonation avec une flamme est donc attribuée au dihydrogène, pas au dioxyde de carbone.

Explication

La chromatographie sépare les constituants selon leurs affinités différentes pour l’éluant, qui est la phase mobile, et pour la phase stationnaire. La comparaison des hauteurs de migration sert ensuite à identifier les espèces séparées.

Explication

Une chromatographie sur couche mince commence par le dépôt des échantillons, suivi de la migration de l’éluant, de la révélation des taches et de la comparaison avec des témoins. Inverser ces étapes empêcherait d’obtenir puis d’interpréter correctement la séparation.

Explication

Le pourcentage volumique compare le volume de l’espèce au volume total, puis multiplie ce rapport par 100. Le rapport fondé sur les masses correspond au pourcentage massique, et non au pourcentage volumique.

Explication

Dans la relation $\rho=\frac{x}{100}\rho_{or}+\left(1-\frac{x}{100}\right)\rho_{argent}$, $x$ désigne le pourcentage volumique d’or. La proportion volumique d’argent est donnée par $1-\frac{x}{100}$, et non par $x$.

Explication

Une courbe d’étalonnage met en relation une grandeur mesurée et des solutions étalons de concentration connue afin d’étudier une solution inconnue. Les étalons servent de référence et possèdent déjà leur concentration, tandis que la courbe permet de trouver celle de l’échantillon inconnu.

Explication

La dilution par 20 réduit la concentration mesurée d’un facteur 20, donc la concentration initiale s’obtient en multipliant la valeur lue pour la solution diluée par 20. Une division par 20 accentuerait au contraire l’effet de la dilution.

Explication

L’expérience de chauffage du mercure dans une enceinte fermée est attribuée à Antoine de Lavoisier en 1777. Les autres dates ne correspondent pas à l’année indiquée pour cette découverte.

Explication

Le dioxygène réagit avec le mercure pour former de l’oxyde de mercure rouge, selon $2Hg+O_2\rightarrow2HgO$. Le diazote ne forme pas le produit étudié et reste présent à la fin de l’expérience.

Explication

L’exploitation de l’expérience attribue à l’air environ 15 % de dioxygène et 85 % de diazote. La répartition 21 %–79 % correspond à une approximation moderne courante, mais ce n’est pas la composition donnée ici.