QCM : Qualité de l’eau et mesures (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une solution a un pH de 7,6. Comment la classe-t-on ?

Comme une solution neutre
Comme une solution sans caractère défini
Comme une solution basique
Comme une solution acide

Comme une solution basique

Explication

Une solution dont le pH est supérieur à 7 est basique. Une solution neutre a un pH égal à 7, et non supérieur à cette valeur.

2. Que caractérise le pH d’une solution aqueuse ?

Sa capacité à conduire le courant électrique
Son caractère acide, neutre ou basique
La masse de soluté dissoute par litre
La quantité précise de chaque ion dissous

Son caractère acide, neutre ou basique

Explication

Le pH caractérise le caractère acide, neutre ou basique d’une solution aqueuse, dont la plage usuelle va de 0 à 14. La capacité à conduire le courant relève de la conductivité, pas du pH.

3. Dans une eau contenant des ions calcium, magnésium, sodium et chlorure dissous, quel rôle ces ions jouent-ils dans la conduction électrique ?

Ils empêchent le courant électrique de traverser la solution
Ils permettent au courant électrique de circuler dans l’eau
Ils indiquent le pH sans intervenir dans le passage du courant
Ils neutralisent les charges et réduisent la conduction

Ils permettent au courant électrique de circuler dans l’eau

Explication

Les ions dissous, notamment ceux cités, permettent au courant électrique de circuler dans l’eau. Ils ne bloquent donc pas le courant comme le suggère l’idée d’une inhibition de la conduction.

4. Une conductivité élevée permet-elle de connaître précisément quels ions sont présents dans l’eau ?

Non, elle renseigne seulement sur le caractère acide ou basique
Oui, elle distingue les ions calcium et magnésium des autres
Oui, elle détermine la proportion exacte de chaque ion
Non, elle donne une indication globale sur la quantité d’ions dissous

Non, elle donne une indication globale sur la quantité d’ions dissous

Explication

La conductivité augmente avec la quantité d’ions dissous et donne une indication globale de cette quantité. Elle ne fournit pas l’identification précise des ions, contrairement à une analyse spécifique.

5. Que mesure la conductivité électrique d’une solution ?

Sa capacité à conduire le courant électrique
Son caractère acide, neutre ou basique
La proportion de chaque ion présent dans l’eau
La masse totale de sels dissous dans un litre

Sa capacité à conduire le courant électrique

Explication

La conductivité électrique mesure la capacité d’une solution à conduire le courant. La proportion exacte de chaque ion demande une analyse qui va au-delà de cette mesure globale.

6. À 25 °C, une eau présente une conductivité de 420 µS/cm. Comment la classe-t-on selon sa minéralisation ?

Comme faiblement minéralisée
Comme moyennement minéralisée
Comme fortement minéralisée
Comme non minéralisée

Comme moyennement minéralisée

Explication

Entre 200 et 500 µS/cm, l’eau est moyennement minéralisée à 25 °C. Une valeur inférieure à 200 µS/cm correspond à une eau faiblement minéralisée.

7. Une solution contient 12 g de soluté dans 3 L. Quelle opération permet de calculer sa concentration en masse ?

Soustraire la masse du volume, soit Cm=V−mC_m = V - m
Diviser le volume par la masse, soit Cm=VmC_m = \frac{V}{m}
Diviser la masse par le volume, soit Cm=mVC_m = \frac{m}{V}
Multiplier la masse par le volume, soit Cm=m×VC_m = m \times V

Diviser la masse par le volume, soit $$C_m = \frac{m}{V}$$

Explication

La concentration en masse se calcule en divisant la masse de soluté en grammes par le volume de solution en litres. Multiplier la masse par le volume ne correspond pas à la formule définie.

8. Quel volume en litres correspond à 250 mL ?

0,0250 L0{,}0250\ \text{L}
2,50 L2{,}50\ \text{L}
250 L250\ \text{L}
0,250 L0{,}250\ \text{L}

$$0{,}250\ \text{L}$$

Explication

Comme un litre contient 1 000 mL, 250 mL correspondent à 0,250 L. La valeur 2,50 L serait dix fois trop grande.

9. Une solution de volume 2 L2\ \text{L} a une concentration en masse de 5 g/L5\ \text{g/L}. Quelle relation permet de calculer la masse de soluté ?

m=V+Cmm = V + C_m
m=CmVm = \frac{C_m}{V}
m=VCmm = \frac{V}{C_m}
m=V×Cmm = V \times C_m

$$m = V \times C_m$$

Explication

La masse de soluté se calcule en multipliant le volume de solution par la concentration en masse. Diviser le volume par la concentration correspond à isoler le volume dans la relation, et non la masse.

10. Pour isoler le volume de solution à partir de la masse de soluté et de la concentration en masse, quelle relation faut-il utiliser ?

V=m×CmV = m \times C_m
V=CmmV = \frac{C_m}{m}
V=mCmV = \frac{m}{C_m}
V=m−CmV = m - C_m

$$V = \frac{m}{C_m}$$

Explication

La relation pour calculer le volume est V=mCmV = \frac{m}{C_m}. La multiplication de la masse par la concentration ne permet pas d’isoler le volume dans la formule de concentration en masse.

11. Après avoir pesé le soluté et l’avoir introduit dans une fiole jaugée, quelle suite d’opérations permet de préparer correctement la solution ?

Ajouter toute l’eau nécessaire, homogénéiser, puis transférer la solution dans la fiole jaugée.
Le dissoudre avec un peu d’eau distillée, compléter jusqu’au trait de jauge, puis boucher et homogénéiser.
Le dissoudre avec un peu d’eau distillée, boucher la fiole, puis ajouter de l’eau jusqu’au trait.
Compléter jusqu’au trait de jauge, boucher, puis dissoudre le soluté en agitant la fiole.

Le dissoudre avec un peu d’eau distillée, compléter jusqu’au trait de jauge, puis boucher et homogénéiser.

Explication

Une petite quantité d’eau distillée sert d’abord à dissoudre le soluté, puis on ajuste au trait de jauge avant de boucher et d’homogénéiser. Compléter le volume avant la dissolution peut empêcher d’ajuster correctement la solution finale.

12. Pour préparer 100 mL d’une solution de chlorure de sodium à 10 g/L, quelle masse de soluté faut-il peser ?

100 g, en divisant le volume en litres par la concentration massique.
0,10 g, en multipliant la concentration par le volume exprimé en millilitres.
10 g, en utilisant directement la concentration comme masse pour les 100 mL.
1,0 g, en convertissant 100 mL en 0,100 L puis en calculant m=Cm×Vm=C_m\times V.

1,0 g, en convertissant 100 mL en 0,100 L puis en calculant $$m=C_m\times V$$.

Explication

Le volume vaut 0,100 L, donc m=10×0,100=1,0 gm=10\times0{,}100=1{,}0\,\text{g}. Prendre 10 g confond la valeur de la concentration en g/L avec la masse à utiliser pour un volume inférieur à un litre.

13. On étudie comment la concentration influence une conductivité mesurée : quelle disposition des axes convient au graphique ?

Placer la conductivité mesurée en abscisse et la concentration en ordonnée, avec leurs noms et unités.
Placer la concentration en ordonnée et inscrire la conductivité mesurée dans le titre du graphique.
Placer la concentration en abscisse et la conductivité mesurée en ordonnée, avec leurs noms et unités.
Placer les deux grandeurs sur l’axe des abscisses et distinguer leurs unités par des couleurs.

Placer la concentration en abscisse et la conductivité mesurée en ordonnée, avec leurs noms et unités.

Explication

La concentration est la grandeur variable et se place en abscisse, tandis que la conductivité mesurée se place en ordonnée; les axes doivent aussi indiquer noms et unités. Inverser les axes correspond à la confusion classique entre grandeur variable et grandeur mesurée.

14. Dans un graphique représentant la concentration en fonction de la masse de sel, quelles coordonnées faut-il attribuer au point correspondant à 6 g de sel ?

Une abscisse de 6 g et une ordonnée de 12 g/L.
Une abscisse de 12 g/L et une ordonnée de 6 g.
Une abscisse de 6 g et une ordonnée de 8 g/L.
Une abscisse de 4 g et une ordonnée de 12 g/L.

Une abscisse de 6 g et une ordonnée de 12 g/L.

Explication

Le couple correspondant à 6 g de sel est (6 ; 12), avec la masse en abscisse et la concentration en ordonnée. La valeur 8 g/L correspond plutôt à une masse de 4 g dans cet exemple.

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Que caractérise le pH d’une solution aqueuse ?

Son caractère acide, neutre ou basique.

Dans quel intervalle se situe le pH usuel d’une solution aqueuse ?

De 0 à 14.

Quel pH indique qu’une solution est neutre ?

Un pH égal à 7.

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