QCM : Solutions aqueuses et concentrations (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle est l’unité de la quantité de matière, notée nn ?

La mole (mol)
Le gramme par mole (g·mol⁻¹)
Le gramme (g)
Le litre (L)

La mole (mol)

Explication

La quantité de matière se mesure en moles, dont le symbole est mol. Le gramme mesure une masse, tandis que le litre mesure un volume.

2. À combien d’entités chimiques correspond une mole ?

À environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités
À environ 6,02×1036{,}02 \times 10^{3} entités
À environ 6,02×10206{,}02 \times 10^{20} entités
À environ 6,02×10266{,}02 \times 10^{26} entités

À environ $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités

Explication

Une mole correspond à 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités, qu’il s’agisse d’atomes, de molécules ou d’ions. La valeur avec l’exposant 20 est une confusion sur l’ordre de grandeur.

3. Quelle relation permet de calculer la masse molaire atomique MM à partir de la masse mam_a d’une entité et de la constante NAN_A ?

M=NA×maM = N_A \times m_a, avec MM en g et mam_a en g·mol⁻¹
M=NA×maM = N_A \times m_a, avec MM en g·mol⁻¹ et mam_a en g
M=maNAM = \frac{m_a}{N_A}, avec MM en g·mol⁻¹ et mam_a en g
M=NA+maM = N_A + m_a, avec MM en g·mol⁻¹ et mam_a en g

$$M = N_A \times m_a$$, avec $$M$$ en g·mol⁻¹ et $$m_a$$ en g

Explication

La masse molaire atomique s’obtient en multipliant la masse d’une entité par NAN_A, ce qui donne M=NA×maM = N_A \times m_a. La division par NAN_A inverse à tort la relation entre la masse d’une entité et la masse molaire.

4. Dans une solution obtenue par dissolution, quel rôle joue le soluté ?

C’est le mélange homogène formé après dissolution.
C’est la substance dissoute dans le solvant.
C’est la substance qui dissout le solvant.
C’est le récipient utilisé pour préparer la solution.

C’est la substance dissoute dans le solvant.

Explication

Le soluté est la substance dissoute, tandis que le solvant est le liquide qui la dissout. Confondre le soluté avec le solvant inverse les rôles des deux constituants.

5. Lors d’une préparation par dissolution, que fait-on après avoir transféré le solide dans la fiole jaugée ?

On retire le solide de la fiole avant d’ajouter de l’eau.
On rince la coupelle et l’entonnoir dans la fiole, puis on ajoute de l’eau.
On complète au trait de jauge avant de transférer le solide dans la fiole.
On homogénéise le solide dans la coupelle avant de le peser.

On rince la coupelle et l’entonnoir dans la fiole, puis on ajoute de l’eau.

Explication

Après le transfert, le rinçage de la coupelle et de l’entonnoir dans la fiole permet d’y récupérer le solide, puis on ajoute de l’eau. Compléter au trait avant le transfert ne respecte pas l’ordre de préparation.

6. Pour préparer une solution de concentration massique CmC_m dans un volume VV, quelle masse de soluté faut-il peser ?

m=CmVm = \frac{C_m}{V}, avec mm en g, CmC_m en g·L⁻¹ et VV en L
m=Cm×Vm = C_m \times V, avec mm en g, CmC_m en g·L⁻¹ et VV en L
m=VCmm = \frac{V}{C_m}, avec mm en g, CmC_m en g·L⁻¹ et VV en L
m=Cm×Vm = C_m \times V, avec mm en mol, CmC_m en mol·L⁻¹ et VV en L

$$m = C_m \times V$$, avec $$m$$ en g, $$C_m$$ en g·L⁻¹ et $$V$$ en L

Explication

La masse nécessaire est le produit de la concentration massique par le volume, avec les unités indiquées. La concentration molaire, contrairement à la concentration massique, s’exprime en mol·L⁻¹ et sert à calculer une quantité de matière.

7. Une solution doit avoir une concentration molaire CC dans un volume VV ; quelle quantité de matière de soluté faut-il introduire ?

n=C×Vn = C \times V, avec nn en g, CC en g·L⁻¹ et VV en L
n=VCn = \frac{V}{C}, avec nn en mol, CC en mol·L⁻¹ et VV en L
n=C×Vn = C \times V, avec nn en mol, CC en mol·L⁻¹ et VV en L
n=CVn = \frac{C}{V}, avec nn en mol, CC en mol·L⁻¹ et VV en L

$$n = C \times V$$, avec $$n$$ en mol, $$C$$ en mol·L⁻¹ et $$V$$ en L

Explication

La quantité de matière nécessaire est le produit de la concentration molaire par le volume de solution. La concentration massique fait intervenir une masse en grammes, et non une quantité de matière en moles.

8. Comment définit-on le facteur de dilution à partir des concentrations et des volumes ?

Par le rapport de la concentration mère à la concentration fille, égal au rapport du volume final au volume prélevé
Par le rapport de la concentration fille à la concentration mère, égal au rapport du volume prélevé au volume final
Par la somme des concentrations mère et fille, divisée par le volume final
Par la différence entre le volume final et le volume prélevé, rapportée à la concentration mère

Par le rapport de la concentration mère à la concentration fille, égal au rapport du volume final au volume prélevé

Explication

Le facteur de dilution compare la concentration de la solution mère à celle de la solution fille et correspond aussi au rapport entre volume final et volume prélevé. Inverser les rapports, comme dans une autre interprétation plausible, ne respecte pas cette définition.

9. On prélève 10 mL10\,\text{mL} de solution mère et on complète dans une fiole jaugée jusqu’à 100 mL100\,\text{mL}. Quel est le facteur de dilution ?

F=90F=90
F=0,1F=0{,}1
F=1000F=1000
F=10F=10

$$F=10$$

Explication

Le rapport des volumes donne F=Vf/V0=100/10=10F=V_f/V_0=100/10=10. La valeur 0,10{,}1 correspond au rapport inverse, qui n’est pas le facteur de dilution défini ici.

10. Quelle séquence décrit correctement la préparation d’une dilution avec une fiole jaugée ?

Transférer la solution mère dans la fiole, compléter au trait, ajouter ensuite un peu d’eau distillée puis homogénéiser
Prélever avec une pipette jaugée rincée, transférer dans la fiole, ajouter un peu d’eau et homogénéiser, compléter au trait puis homogénéiser
Remplir la fiole au trait, prélever la solution mère avec une pipette non rincée, puis ajouter le prélèvement et homogénéiser
Prélever avec une pipette jaugée rincée, compléter la fiole au trait avant le transfert, puis ajouter le prélèvement et homogénéiser

Prélever avec une pipette jaugée rincée, transférer dans la fiole, ajouter un peu d’eau et homogénéiser, compléter au trait puis homogénéiser

Explication

La préparation commence par le prélèvement à la pipette rincée, puis le transfert et une première homogénéisation avant d’ajuster au trait et d’homogénéiser de nouveau. Compléter au trait avant d’ajouter le prélèvement ne permet pas d’obtenir le volume final prévu.

11. À quoi sert le pH d’une solution aqueuse ?

À indiquer sa température sans autre mesure
À déterminer directement son volume et sa masse
À mesurer la quantité totale de soluté dissous
À la classer comme acide, neutre ou basique

À la classer comme acide, neutre ou basique

Explication

Le pH est un nombre qui permet de classer une solution aqueuse selon son caractère acide, neutre ou basique. Il ne mesure pas directement la quantité totale de soluté dissous, contrairement à une interprétation possible de ses propriétés.

12. À 25 °C25\,°\text{C}, quel énoncé associe correctement les catégories de solutions aux indications de pH données ?

Une solution acide a un pH inférieur à 7, la solution neutre est indiquée à pH 7 et une solution basique a un pH supérieur à 7
Une solution acide a un pH supérieur à 7, la solution neutre est indiquée à pH 0 et une solution basique a un pH inférieur à 7
Une solution acide a un pH de 0, la solution neutre a un pH supérieur à 7 et une solution basique a un pH inférieur à 7
Une solution acide a un pH inférieur à 7, la solution neutre est indiquée à pH 0 et une solution basique a un pH supérieur à 7

Une solution acide a un pH inférieur à 7, la solution neutre est indiquée à pH 0 et une solution basique a un pH supérieur à 7

Explication

Les indications données associent les solutions acides à un pH inférieur à 7, la solution neutre à pH 0 dans le tableau, et les solutions basiques à un pH supérieur à 7. Remplacer l’indication de neutralité par pH 7 peut sembler familier, mais ne correspond pas à la donnée de cette unité.

13. Une solution a un pH de 3. Quelle expression donne sa concentration molaire effective en ions oxonium ?

[H3O+]=3×10−1[H_3O^+]=3\times10^{-1}
[H3O+]=10−3[H_3O^+]=10^{-3}
[H3O+]=103[H_3O^+]=10^3
[H3O+]=10−1/3[H_3O^+]=10^{-1/3}

$$[H_3O^+]=10^{-3}$$

Explication

La relation entre concentration molaire effective en ions oxonium et pH est [H3O+]=10−pH[H_3O^+]=10^{-pH} ; pour un pH de 3, elle donne 10−310^{-3}. L’expression 10310^3 inverse le signe de l’exposant et ne suit pas cette relation.

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En quelle unité s’exprime la quantité de matière ?

En moles (mol).

À combien d’entités chimiques correspond une mole ?

À 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités chimiques.

Quelles entités chimiques peuvent constituer une mole ?

Des atomes, des molécules ou des ions.

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