QCM : Oxydoréduction et lentilles minces (16 questions)

Question 1

1. Dans une transformation chimique, quelle capacité caractérise un oxydant ?

Capter un ou plusieurs électrons

Céder un ou plusieurs électrons

Capter un ou plusieurs atomes

Perdre un ou plusieurs électrons

Explication

Un oxydant est une entité capable de capter un ou plusieurs électrons. Céder ou perdre des électrons correspond au comportement d’un réducteur, tandis que le transfert d’atomes ne définit pas un oxydant.

Answer

Capter un ou plusieurs électrons

Question 2

2. Une espèce chimique peut donner des électrons à une autre espèce lors d’une réaction : comment la caractérise-t-on ?

Comme un réducteur capable de capter des électrons

Comme un oxydant capable de capter des électrons

Comme un oxydant capable de céder des électrons

Comme un réducteur capable de céder des électrons

Explication

Un réducteur est une entité capable de céder un ou plusieurs électrons. Capter des électrons caractérise un oxydant, et l’association d’un oxydant à la cession inverse le rôle de l’espèce.

Answer

Comme un réducteur capable de céder des électrons

Question 3

3. Pour représenter le couple $\mathrm{A^{2+}/A}$ , quelle forme de demi-équation respecte la relation entre l’oxydant et son réducteur conjugué ?

\mathrm{A^{2+}} \rightleftharpoons \mathrm{A} + 2\,\mathrm{e^-}

\mathrm{A^{2+}} + \mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{A}

\mathrm{A} + 2\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{A^{2+}}

\mathrm{A^{2+}} + 2\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{A}

Explication

La demi-équation s’écrit $\mathrm{Ox} + n\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{Red}$ : l’oxydant capte les électrons pour devenir son réducteur conjugué. L’inversion du sens ou le placement des électrons à droite ne représente pas ce passage, et un seul électron ne compense pas la charge $+2$ .

Answer

$$\mathrm{A^{2+}} + 2\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{A}$$

Question 4

4. Dans le couple $\mathrm{Ox/Red}$ , une expérience montre que $\mathrm{Red}$ devient $\mathrm{Ox}$ en cédant des électrons. Quel type de transformation a lieu ?

Une neutralisation du réducteur par l’oxydant

Une oxydation de l’oxydant en réducteur

Une réduction du réducteur en oxydant

Une oxydation du réducteur en oxydant

Explication

Le passage du réducteur à son oxydant conjugué est une oxydation, car le réducteur cède des électrons. La réduction correspond au passage inverse, de l’oxydant à son réducteur conjugué ; une neutralisation ne décrit pas cette transformation.

Answer

Une oxydation du réducteur en oxydant

Question 5

5. Un élève ajoute un coefficient $3$ devant $\mathrm{H_2O}$ pour équilibrer une demi-équation. Quel bilan doit-il vérifier ?

Trois molécules d’eau apportent six H et trois O, sans qu’il faille vérifier la charge

Trois molécules d’eau apportent trois H et trois O, et la charge totale doit aussi être conservée

Trois molécules d’eau apportent six H et trois O, et la charge totale doit aussi être conservée

Trois molécules d’eau apportent six H et trois O, mais seul le nombre d’oxygènes doit être conservé

Explication

Le coefficient stœchiométrique s’applique à chaque atome de la molécule : $3\,\mathrm{H_2O}$ contient six H et trois O. Une demi-équation doit également conserver la charge électrique ; compter trois H ou omettre l’un de ces bilans constitue une erreur.

Answer

Trois molécules d’eau apportent six H et trois O, et la charge totale doit aussi être conservée

Question 6

6. Pour équilibrer la demi-équation du couple $\mathrm{MnO_4^-/Mn^{2+}}$ , quelle suite d’étapes faut-il appliquer ?

Équilibrer Mn, puis la charge avec

\mathrm{e^-}

, O avec

\mathrm{H_2O}

, et enfin H avec

\mathrm{H^+}

Équilibrer Mn, puis H avec

\mathrm{H^+}

, O avec

\mathrm{H_2O}

, et enfin la charge avec

\mathrm{e^-}

Équilibrer Mn, puis O avec

\mathrm{H_2O}

, H avec

\mathrm{H^+}

, et enfin la charge avec

\mathrm{e^-}

Équilibrer O avec

\mathrm{H_2O}

, puis Mn, H avec

\mathrm{H^+}

, et enfin la charge avec

\mathrm{e^-}

Explication

La méthode consiste à équilibrer d’abord le manganèse, puis l’oxygène avec l’eau, l’hydrogène avec les ions $\mathrm{H^+}$ et, en dernier, la charge avec les électrons. Commencer par H, par la charge ou par O ne respecte pas cet ordre de construction.

Answer

Équilibrer Mn, puis O avec $$\mathrm{H_2O}$$, H avec $$\mathrm{H^+}$$, et enfin la charge avec $$\mathrm{e^-}$$

Question 7

7. Quelle demi-équation équilibrée représente le couple $\mathrm{MnO_4^-(aq)/Mn^{2+}(aq)}$ en milieu acide ?

\mathrm{MnO_4^-(aq)} + 8\,\mathrm{H^+(aq)} \rightleftharpoons \mathrm{Mn^{2+}(aq)} + 4\,\mathrm{H_2O(l)}

\mathrm{MnO_4^-(aq)} + 8\,\mathrm{H^+(aq)} + 5\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{Mn^{2+}(aq)} + 4\,\mathrm{H_2O(l)}

\mathrm{Mn^{2+}(aq)} + 4\,\mathrm{H_2O(l)} \rightleftharpoons \mathrm{MnO_4^-(aq)} + 8\,\mathrm{H^+(aq)} + 5\,\mathrm{e^-}

\mathrm{MnO_4^-(aq)} + 8\,\mathrm{H^+(aq)} + 5\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{Mn^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{H_2O(l)}

Explication

Cette écriture conserve les atomes et la charge : les quatre oxygènes donnent quatre molécules d’eau, les huit hydrogènes sont apportés par $8\,\mathrm{H^+}$ , et les cinq électrons équilibrent les charges. Omettre les électrons ou réduire le nombre d’eaux rompt les bilans ; inverser l’équation change le sens représenté.

Answer

$$\mathrm{MnO_4^-(aq)} + 8\,\mathrm{H^+(aq)} + 5\,\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{Mn^{2+}(aq)} + 4\,\mathrm{H_2O(l)}$$

Question 8

8. Dans une réaction d’oxydoréduction, quel échange caractérise l’interaction entre les réactifs ?

Un transfert d’électrons entre deux produits de la réaction

Un transfert de protons entre un oxydant et un réducteur de deux couples différents

Un transfert d’électrons entre deux espèces d’un même couple

Un transfert d’électrons entre un oxydant et un réducteur de deux couples différents

Explication

Une réaction d’oxydoréduction met en jeu un oxydant et un réducteur de couples différents, entre lesquels des électrons sont transférés. Le transfert de protons confond les particules échangées, le même couple ne respecte pas la distinction des réactifs, et les produits ne sont pas les espèces décrites comme échangeant les électrons.

Answer

Un transfert d’électrons entre un oxydant et un réducteur de deux couples différents

Question 9

9. Pour assembler deux demi-équations où le réducteur libère 4 électrons et l’oxydant en capte 6, quelle démarche permet d’obtenir l’équation globale ?

Multiplier les demi-équations pour échanger 12 électrons puis garder les électrons dans l’équation finale

Supprimer les électrons de chaque demi-équation puis additionner les espèces restantes

Multiplier les demi-équations pour échanger 12 électrons, les additionner puis supprimer les électrons

Additionner les demi-équations telles quelles puis supprimer les électrons

Explication

Il faut rendre égaux les électrons libérés et captés, ici à 12, puis additionner les demi-équations et éliminer les électrons qui se compensent. Les additionner sans égalisation déséquilibre l’échange, les garder dans l’équation finale est incorrect, et les supprimer avant la combinaison empêche leur compensation.

Answer

Multiplier les demi-équations pour échanger 12 électrons, les additionner puis supprimer les électrons

Question 10

10. En équilibrant en milieu acide la demi-équation $\mathrm{MnO_4^- (aq) \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq)}$ , quelle expression obtient-on après conservation successive des éléments, puis de la charge ?

\mathrm{MnO_4^- (aq) + 8\ H^+(aq) \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq) + 4\ H_2O(l) + 5\ e^-}

\mathrm{MnO_4^- (aq) + 4\ H_2O(l) \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq) + 8\ H^+(aq) + 5\ e^-}

\mathrm{MnO_4^- (aq) + 8\ H^+(aq) + 5\ e^- \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq) + 4\ H_2O(l)}

\mathrm{MnO_4^- (aq) + 5\ e^- \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq) + 4\ H_2O(l)}

Explication

L’oxygène se conserve en ajoutant quatre molécules d’eau à droite, puis l’hydrogène en ajoutant huit ions $\mathrm{H^+}$ à gauche; cinq électrons à gauche équilibrent enfin la charge. L’eau à gauche inverse son placement, l’absence de $\mathrm{H^+}$ laisse l’hydrogène déséquilibré, et des électrons à droite ne compensent pas la charge.

Answer

$$\mathrm{MnO_4^- (aq) + 8\ H^+(aq) + 5\ e^- \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq) + 4\ H_2O(l)}$$

Question 11

11. Lorsqu’une demi-équation électronique est écrite pour des espèces en solution et de l’eau liquide, quelle information doit accompagner les formules chimiques ?

Les états physiques des espèces, par exemple (aq) et (l)

Les états physiques des réactifs, sans ceux des produits

Les charges électriques des espèces, sans indication d’état physique

L’état physique des électrons, sans celui des autres espèces

Explication

Une demi-équation électronique doit préciser les états physiques des espèces, par exemple aqueux pour les ions et liquide pour l’eau. Les charges ne remplacent pas ces indications, les électrons ne sont pas les seules espèces concernées, et les produits doivent aussi être caractérisés.

Answer

Les états physiques des espèces, par exemple (aq) et (l)

Question 12

12. Lors d’une transformation, un réactif cède des électrons à un autre réactif. Quelle condition caractérise cette réaction comme une oxydoréduction ?

Les réactifs sont deux oxydants de couples différents.

Les réactifs sont un oxydant et un réducteur du même couple.

Les produits sont un oxydant et un réducteur de deux couples différents.

Les réactifs sont un oxydant et un réducteur de deux couples différents.

Explication

Une réaction d’oxydoréduction met en jeu un oxydant et un réducteur appartenant à deux couples différents, avec transfert d’électrons entre les réactifs. Deux oxydants confond les rôles des espèces, le même couple néglige la distinction entre couples, et des produits ne correspondent pas aux réactifs de la définition.

Answer

Les réactifs sont un oxydant et un réducteur de deux couples différents.

Question 13

13. En combinant les demi-équations d’une réaction d’oxydoréduction, une élève obtient une équation où des électrons figurent encore des deux côtés. Quelle étape permet d’obtenir l’équation finale ?

Supprimer les électrons échangés après combinaison des demi-équations.

Écrire les deux demi-équations séparément comme équation finale.

Conserver les électrons des deux côtés de l’équation finale.

Ajouter des électrons pour équilibrer les atomes de l’équation finale.

Explication

On combine les deux demi-équations électroniques, puis on supprime les électrons échangés afin qu’ils n’apparaissent pas dans l’équation finale. Les conserver ou écrire les demi-équations séparément omet cette étape, tandis qu’ajouter des électrons pour équilibrer les atomes applique un mauvais principe.

Answer

Supprimer les électrons échangés après combinaison des demi-équations.

Question 14

14. Une lentille mince a une distance focale $f' = 10\,\text{cm}$ et un objet est placé à l’abscisse $x_A = -20\,\text{cm}$ . Quelle abscisse $x_{A'}$ satisfait la relation de conjugaison ?

10\,\text{cm}

6{,}7\,\text{cm}

20\,\text{cm}

-20\,\text{cm}

Explication

La relation donne $\frac{1}{x_{A'}}=\frac{1}{f'}+\frac{1}{x_A}=\frac{1}{10}-\frac{1}{20}=\frac{1}{20}$ , donc $x_{A'}=20\,\text{cm}$ . Le signe négatif inverse celui de l’objet, $6{,}7\,\text{cm}$ provient d’une somme incorrecte, et $10\,\text{cm}$ confond l’image avec la distance focale.

Answer

$$20\,\text{cm}$$

Question 15

15. Une image se forme à $x_{A'}=12\,\text{cm}$ d’une lentille tandis que l’objet est à $x_A=-6\,\text{cm}$ . Quelle est la valeur du grandissement algébrique ?

-2

, sans unité

\frac{1}{2}

, sans unité

2\,\text{cm}

-2\,\text{cm}

Explication

Le grandissement vaut $\gamma=\frac{x_{A'}}{x_A}=\frac{12}{-6}=-2$ et il est sans unité. La valeur positive omet le signe de l’objet, $\frac{1}{2}$ inverse le rapport, et l’ajout de centimètres attribue une unité à une grandeur sans dimension.

Answer

$$-2$$, sans unité

Question 16

16. Une image produite par une lentille convergente ne peut pas être recueillie sur un écran. Quel signe doit avoir son abscisse algébrique $x_{A'}$ ?

x_{A'} = 0

x_{A'} > 0

x_A > 0

x_{A'} < 0

Explication

Une image virtuelle ne peut pas être observée sur un écran et son abscisse vérifie $x_{A'} < 0$ . Une abscisse positive caractérise ici une image réelle, l’abscisse nulle ne correspond pas à cette distinction, et $x_A$ décrit la position de l’objet plutôt que celle de l’image.

Answer

$$x_{A'} < 0$$

QCM : Oxydoréduction et lentilles minces (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans une transformation chimique, quelle capacité caractérise un oxydant ?

2. Une espèce chimique peut donner des électrons à une autre espèce lors d’une réaction : comment la caractérise-t-on ?

3. Pour représenter le couple $\mathrm{A^{2+}/A}$ , quelle forme de demi-équation respecte la relation entre l’oxydant et son réducteur conjugué ?

4. Dans le couple $\mathrm{Ox/Red}$ , une expérience montre que $\mathrm{Red}$ devient $\mathrm{Ox}$ en cédant des électrons. Quel type de transformation a lieu ?

5. Un élève ajoute un coefficient $3$ devant $\mathrm{H_2O}$ pour équilibrer une demi-équation. Quel bilan doit-il vérifier ?

6. Pour équilibrer la demi-équation du couple $\mathrm{MnO_4^-/Mn^{2+}}$ , quelle suite d’étapes faut-il appliquer ?

7. Quelle demi-équation équilibrée représente le couple $\mathrm{MnO_4^-(aq)/Mn^{2+}(aq)}$ en milieu acide ?

8. Dans une réaction d’oxydoréduction, quel échange caractérise l’interaction entre les réactifs ?

9. Pour assembler deux demi-équations où le réducteur libère 4 électrons et l’oxydant en capte 6, quelle démarche permet d’obtenir l’équation globale ?

10. En équilibrant en milieu acide la demi-équation $\mathrm{MnO_4^- (aq) \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq)}$ , quelle expression obtient-on après conservation successive des éléments, puis de la charge ?

11. Lorsqu’une demi-équation électronique est écrite pour des espèces en solution et de l’eau liquide, quelle information doit accompagner les formules chimiques ?

12. Lors d’une transformation, un réactif cède des électrons à un autre réactif. Quelle condition caractérise cette réaction comme une oxydoréduction ?

13. En combinant les demi-équations d’une réaction d’oxydoréduction, une élève obtient une équation où des électrons figurent encore des deux côtés. Quelle étape permet d’obtenir l’équation finale ?

14. Une lentille mince a une distance focale $f' = 10\,\text{cm}$ et un objet est placé à l’abscisse $x_A = -20\,\text{cm}$ . Quelle abscisse $x_{A'}$ satisfait la relation de conjugaison ?

15. Une image se forme à $x_{A'}=12\,\text{cm}$ d’une lentille tandis que l’objet est à $x_A=-6\,\text{cm}$ . Quelle est la valeur du grandissement algébrique ?

16. Une image produite par une lentille convergente ne peut pas être recueillie sur un écran. Quel signe doit avoir son abscisse algébrique $x_{A'}$ ?

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Questions et réponses du QCM

1. Dans une transformation chimique, quelle capacité caractérise un oxydant ?

2. Une espèce chimique peut donner des électrons à une autre espèce lors d’une réaction : comment la caractérise-t-on ?

3. Pour représenter le couple A2+/A\mathrm{A^{2+}/A}A2+/A, quelle forme de demi-équation respecte la relation entre l’oxydant et son réducteur conjugué ?

4. Dans le couple Ox/Red\mathrm{Ox/Red}Ox/Red, une expérience montre que Red\mathrm{Red}Red devient Ox\mathrm{Ox}Ox en cédant des électrons. Quel type de transformation a lieu ?

5. Un élève ajoute un coefficient 333 devant H2O\mathrm{H_2O}H2​O pour équilibrer une demi-équation. Quel bilan doit-il vérifier ?

6. Pour équilibrer la demi-équation du couple MnO4−/Mn2+\mathrm{MnO_4^-/Mn^{2+}}MnO4−​/Mn2+, quelle suite d’étapes faut-il appliquer ?

7. Quelle demi-équation équilibrée représente le couple MnO4−(aq)/Mn2+(aq)\mathrm{MnO_4^-(aq)/Mn^{2+}(aq)}MnO4−​(aq)/Mn2+(aq) en milieu acide ?

8. Dans une réaction d’oxydoréduction, quel échange caractérise l’interaction entre les réactifs ?

9. Pour assembler deux demi-équations où le réducteur libère 4 électrons et l’oxydant en capte 6, quelle démarche permet d’obtenir l’équation globale ?

10. En équilibrant en milieu acide la demi-équation MnO4−(aq)⇌Mn2+(aq)\mathrm{MnO_4^- (aq) \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq)}MnO4−​(aq)⇌Mn2+(aq), quelle expression obtient-on après conservation successive des éléments, puis de la charge ?

11. Lorsqu’une demi-équation électronique est écrite pour des espèces en solution et de l’eau liquide, quelle information doit accompagner les formules chimiques ?

12. Lors d’une transformation, un réactif cède des électrons à un autre réactif. Quelle condition caractérise cette réaction comme une oxydoréduction ?

13. En combinant les demi-équations d’une réaction d’oxydoréduction, une élève obtient une équation où des électrons figurent encore des deux côtés. Quelle étape permet d’obtenir l’équation finale ?

14. Une lentille mince a une distance focale f′=10 cmf' = 10\,\text{cm}f′=10cm et un objet est placé à l’abscisse xA=−20 cmx_A = -20\,\text{cm}xA​=−20cm. Quelle abscisse xA′x_{A'}xA′​ satisfait la relation de conjugaison ?

15. Une image se forme à xA′=12 cmx_{A'}=12\,\text{cm}xA′​=12cm d’une lentille tandis que l’objet est à xA=−6 cmx_A=-6\,\text{cm}xA​=−6cm. Quelle est la valeur du grandissement algébrique ?

16. Une image produite par une lentille convergente ne peut pas être recueillie sur un écran. Quel signe doit avoir son abscisse algébrique xA′x_{A'}xA′​ ?

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3. Pour représenter le couple $\mathrm{A^{2+}/A}$ , quelle forme de demi-équation respecte la relation entre l’oxydant et son réducteur conjugué ?

4. Dans le couple $\mathrm{Ox/Red}$ , une expérience montre que $\mathrm{Red}$ devient $\mathrm{Ox}$ en cédant des électrons. Quel type de transformation a lieu ?

5. Un élève ajoute un coefficient $3$ devant $\mathrm{H_2O}$ pour équilibrer une demi-équation. Quel bilan doit-il vérifier ?

6. Pour équilibrer la demi-équation du couple $\mathrm{MnO_4^-/Mn^{2+}}$ , quelle suite d’étapes faut-il appliquer ?

7. Quelle demi-équation équilibrée représente le couple $\mathrm{MnO_4^-(aq)/Mn^{2+}(aq)}$ en milieu acide ?

10. En équilibrant en milieu acide la demi-équation $\mathrm{MnO_4^- (aq) \rightleftharpoons Mn^{2+}(aq)}$ , quelle expression obtient-on après conservation successive des éléments, puis de la charge ?

14. Une lentille mince a une distance focale $f' = 10\,\text{cm}$ et un objet est placé à l’abscisse $x_A = -20\,\text{cm}$ . Quelle abscisse $x_{A'}$ satisfait la relation de conjugaison ?

15. Une image se forme à $x_{A'}=12\,\text{cm}$ d’une lentille tandis que l’objet est à $x_A=-6\,\text{cm}$ . Quelle est la valeur du grandissement algébrique ?

16. Une image produite par une lentille convergente ne peut pas être recueillie sur un écran. Quel signe doit avoir son abscisse algébrique $x_{A'}$ ?