QCM : Mélanges et propriétés chimiques (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une personne agite séparément de l’eau avec du sucre, du sable, des cailloux et de l’huile. Parmi les propositions suivantes, lesquelles sont exactes ?

Après agitation, l’eau et le sable forment un mélange homogène dont les constituants restent visibles.
Après agitation, l’eau et les cailloux forment un mélange hétérogène dont les constituants sont visibles.
Après agitation, l’eau et l’huile forment un mélange homogène dont les constituants sont invisibles.
Après agitation, l’eau sucrée forme un mélange homogène dont les constituants ne sont pas visibles.
Après agitation, l’eau et le sable forment un mélange homogène dont les constituants restent invisibles.

Après agitation, l’eau et les cailloux forment un mélange hétérogène dont les constituants sont visibles. · Après agitation, l’eau sucrée forme un mélange homogène dont les constituants ne sont pas visibles.

Explication

Le sucre forme avec l’eau un mélange homogène, tandis que les cailloux restent visibles dans un mélange hétérogène. Le sable et l’huile forment également avec l’eau des mélanges hétérogènes, et non homogènes.

2. Un échantillon de masse 6 kg6\,\text{kg} occupe un volume de 2 m32\,\text{m}^3. Parmi les propositions suivantes concernant la masse volumique, lesquelles sont exactes ?

La masse volumique de l’échantillon est 12 kg/m312\,\text{kg/m}^3, en multipliant la masse par le volume.
La masse volumique de l’eau vaut 1000 kg/m31000\,\text{kg/m}^3, soit 1 kg/L1\,\text{kg/L}.
La masse volumique de l’aluminium est 2,7×103 kg/m32{,}7\times10^3\,\text{kg/m}^3.
La masse volumique de l’échantillon est 3 kg/m33\,\text{kg/m}^3, en divisant la masse par le volume.
La masse volumique de l’air vaut 12 kg/m312\,\text{kg/m}^3 dans les valeurs de référence.

La masse volumique de l’eau vaut $$1000\,\text{kg/m}^3$$, soit $$1\,\text{kg/L}$$. · La masse volumique de l’aluminium est $$2{,}7\times10^3\,\text{kg/m}^3$$. · La masse volumique de l’échantillon est $$3\,\text{kg/m}^3$$, en divisant la masse par le volume.

Explication

La relation ρ=mV\rho=\frac{m}{V} donne 6/2=3 kg/m36/2=3\,\text{kg/m}^3. Les valeurs de référence sont 1000 kg/m31000\,\text{kg/m}^3 pour l’eau, soit 1 kg/L1\,\text{kg/L}, et 2,7×103 kg/m32{,}7\times10^3\,\text{kg/m}^3 pour l’aluminium ; celle de l’air est 1,2 kg/m31{,}2\,\text{kg/m}^3, et non 12 kg/m312\,\text{kg/m}^3.

3. Dans l’eau, trois échantillons ont des densités respectives de 0,80{,}8, 1,41{,}4 et 1,01{,}0. Cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

L’échantillon de densité 0,80{,}8 flotte dans l’eau, car sa densité est inférieure à 11.
La densité compare la masse volumique de l’espèce à celle de l’eau et n’a pas d’unité.
L’échantillon de densité 1,01{,}0 coule dans l’eau, car sa densité est supérieure à 11.
La densité est le rapport de la masse volumique de l’eau à celle de l’espèce.
L’échantillon de densité 1,41{,}4 flotte dans l’eau, car sa densité dépasse 11.

L’échantillon de densité $$0{,}8$$ flotte dans l’eau, car sa densité est inférieure à $$1$$. · La densité compare la masse volumique de l’espèce à celle de l’eau et n’a pas d’unité.

Explication

Une densité inférieure à 11 indique que le corps flotte, donc l’échantillon de densité 0,80{,}8 flotte. La densité est le rapport de la masse volumique de l’espèce à celle de l’eau et est sans unité ; une densité supérieure à 11 correspond à un corps qui coule, tandis que 1,01{,}0 ne satisfait pas cette condition.

4. Que désigne un changement d’état de la matière ?

Le passage de la matière d’un état physique à un autre parmi les états solide, liquide et gazeux
La dissolution d’une espèce chimique dans un solvant jusqu’à former un mélange homogène
La séparation des constituants d’un mélange par déplacement sur un support
La variation de la masse volumique d’une substance sans modification de son état physique

Le passage de la matière d’un état physique à un autre parmi les états solide, liquide et gazeux

Explication

Un changement d’état correspond au passage de la matière entre les états solide, liquide et gazeux. La dissolution peut produire un mélange homogène, mais elle ne définit pas un changement d’état.

5. Quelle masse maximale de soluté définit la solubilité d’une espèce chimique ?

La masse maximale que l’on peut dissoudre dans 1 L de solution
La masse totale de solvant nécessaire pour dissoudre 1 g d’espèce
La masse d’espèce dissoute dans 1 L de solvant, quelle que soit la quantité ajoutée
La masse maximale que l’on peut dissoudre dans 1 L de solvant

La masse maximale que l’on peut dissoudre dans 1 L de solvant

Explication

La solubilité correspond à la masse maximale d’une espèce chimique que l’on peut dissoudre dans 1 L de solvant. La masse rapportée à un litre de solution ne correspond pas à la définition donnée, qui précise un volume de solvant.

6. Quel est le rôle d’un test d’identification chimique ?

Séparer les espèces chimiques d’un mélange selon leur déplacement sur un support
Mettre en évidence une espèce chimique grâce à une transformation chimique caractéristique
Mesurer la masse maximale d’une espèce dissoute dans un volume de solvant
Déterminer la masse volumique d’un échantillon à partir de sa masse et de son volume

Mettre en évidence une espèce chimique grâce à une transformation chimique caractéristique

Explication

Un test d’identification met en jeu une transformation chimique qui révèle la présence d’une espèce donnée. La séparation des constituants d’un mélange relève plutôt de la chromatographie.

7. Lors d’une chromatographie sur couche mince, que peut-on conclure après avoir observé plusieurs taches pour un échantillon ?

L’échantillon contient plusieurs espèces chimiques et constitue un mélange.
L’échantillon a subi une transformation chimique qui crée de nouvelles espèces.
L’échantillon n’a pas migré et son identité ne peut pas être étudiée.
L’échantillon contient une seule espèce chimique et constitue un corps pur.

L’échantillon contient plusieurs espèces chimiques et constitue un mélange.

Explication

Plusieurs taches de départ révèlent la présence de plusieurs espèces chimiques dans l’échantillon, qui est donc un mélange. Une seule tache indiquerait plutôt un corps pur.

8. En quoi un mélange homogène se distingue-t-il d’un mélange hétérogène après agitation ?

Il se forme sans agitation, alors qu’un mélange hétérogène nécessite une agitation pour se maintenir.
Il contient des espèces miscibles, alors qu’un mélange hétérogène contient des espèces de même nature.
Ses constituants restent indiscernables à l’œil nu, alors que ceux d’un mélange hétérogène demeurent visibles.
Ses constituants deviennent visibles à l’œil nu, alors que ceux d’un mélange hétérogène deviennent indiscernables.

Ses constituants restent indiscernables à l’œil nu, alors que ceux d’un mélange hétérogène demeurent visibles.

Explication

Dans un mélange homogène, les constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu, même après agitation ; dans un mélange hétérogène, ils restent visibles. La miscibilité décrit la formation d’un mélange homogène et n’explique pas, à elle seule, la visibilité des constituants après agitation.

9. Pourquoi un objet dont la densité est supérieure à 1 coule-t-il dans l’eau ?

Sa masse volumique est égale à celle de l’eau.
Sa masse volumique est supérieure à celle de l’eau.
Son volume est supérieur à celui de l’eau.
Sa masse est inférieure à celle de l’eau.

Sa masse volumique est supérieure à celle de l’eau.

Explication

La densité compare la masse volumique d’un corps à celle de l’eau ; au-dessus de 1, le corps coule. Une densité égale à 1 ne correspond pas à la condition donnée pour couler.

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Comment distinguer un mélange homogène d’un mélange hétérogène à l’œil nu ?

Les constituants d’un mélange homogène ne sont pas visibles, contrairement à ceux d’un mélange hétérogène.

Comment définit-on la masse volumique d’une espèce chimique ?

Le quotient de la masse de l’échantillon en kilogrammes par son volume en mètres cubes.

Quelles relations lient la masse volumique, la masse et le volume ?

ρ=mV\rho = \frac{m}{V}, m=ρVm = \rho V et V=mρV = \frac{m}{\rho}.

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