QCM : Solutions aqueuses et concentrations massiques (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans une solution homogène, l’eau représente la plus grande part du mélange et le sel y est dissous. Quel rôle joue l’eau ?

Le solvant
Le précipité
Le soluté
La solution

Le solvant

Explication

Le solvant est l’espèce majoritaire dans laquelle le soluté est dissous. Le soluté désigne l’espèce dissoute et minoritaire, tandis que la solution est le mélange obtenu.

2. Dans une solution homogène, une petite quantité de colorant est dissoute dans une grande quantité d’eau. Comment nomme-t-on le colorant ?

La solution aqueuse
Le solvant
Le mélange majoritaire
Le soluté

Le soluté

Explication

Le colorant est le soluté : il est dissous dans l’eau et constitue la part minoritaire du mélange. Le solvant est l’eau, tandis que la solution désigne le mélange homogène.

3. Quelle description caractérise une solution aqueuse ?

Un mélange homogène où des solutés sont dissous dans l’eau, solvant majoritaire
Un mélange homogène où un liquide autre que l’eau dissout les solutés
Un mélange homogène où l’eau est dissoute dans un soluté majoritaire
Un mélange hétérogène où des solutés restent séparés de l’eau

Un mélange homogène où des solutés sont dissous dans l’eau, solvant majoritaire

Explication

Une solution aqueuse est un mélange homogène formé par dissolution de solutés dans l’eau, qui en est le solvant majoritaire. L’eau n’y est pas le soluté, et un mélange hétérogène ne correspond pas à cette définition.

4. Après agitation, une partie du sel ajouté à un bécher reste solide au fond, tandis que le reste s’est dissous. Comment qualifier la solution ?

Aqueuse par définition
Saturée
Insaturée
Diluée

Saturée

Explication

Une solution est saturée lorsqu’une partie du soluté ajouté ne se dissout plus, même après agitation. Une solution où tout le soluté est dissous n’est pas saturée selon ce critère.

5. Que représente la concentration massique d’un soluté dans une solution ?

Le volume de soluté dissous par litre de solution
La masse totale de solution par litre de soluté
La masse de soluté dissous par litre de solution
La masse de solution par unité de volume de cette solution

La masse de soluté dissous par litre de solution

Explication

La concentration massique exprime la masse de soluté dissous par litre de solution. La masse volumique rapporte la masse d’une espèce à son propre volume, et non la masse de soluté au volume de solution.

6. Une solution contient 12 g12\,\text{g} de soluté dissous dans 0,40 L0{,}40\,\text{L} de solution. Quelle est sa concentration massique ?

12 g⋅L−112\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}
3,0 g⋅L−13{,}0\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}
0,033 g⋅L−10{,}033\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}
30 g⋅L−130\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}

$$30\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$$

Explication

La concentration massique se calcule par t=mVsolt=\frac{m}{V_{sol}}, donc t=120,40=30 g⋅L−1t=\frac{12}{0{,}40}=30\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}. Le résultat 0,0330{,}033 vient de l’inversion du rapport, tandis que 1212 oublie de diviser par le volume.

7. Pour préparer une solution par dissolution, quelle séquence d’opérations faut-il suivre après avoir calculé la masse de soluté à peser ?

Ajouter toute l’eau au soluté, compléter au trait puis transférer le mélange dans une fiole jaugée
Transférer dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau et homogénéiser, compléter au trait puis homogénéiser à nouveau
Transférer dans une fiole jaugée, compléter au trait, ajouter de l’eau puis homogénéiser une fois
Transférer dans une fiole jaugée, homogénéiser à sec, compléter au trait puis ajouter davantage d’eau

Transférer dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau et homogénéiser, compléter au trait puis homogénéiser à nouveau

Explication

La dissolution se fait dans une fiole jaugée : on ajoute d’abord de l’eau et on homogénéise, puis on ajuste au trait et on homogénéise de nouveau. Compléter avant le premier mélange inverse les étapes, tandis qu’un bécher ou une seule homogénéisation ne respecte pas le protocole.

8. Quelle masse de glucose faut-il peser pour préparer 200 mL200\,\text{mL} d’une solution de concentration massique 25 g⋅L−125\,\text{g·L}^{-1} ?

5,0 g5{,}0\,\text{g}
50 g50\,\text{g}
125 g125\,\text{g}
0,20 g0{,}20\,\text{g}

$$5{,}0\,\text{g}$$

Explication

La masse recherchée est m=t×Vm=t\times V, avec V=0,200 LV=0{,}200\,\text{L} : 25×0,200=5,0 g25\times0{,}200=5{,}0\,\text{g}. 0,20 g0{,}20\,\text{g} traduit une conversion erronée du volume, tandis que 125 g125\,\text{g} et 50 g50\,\text{g} résultent d’une relation ou d’un calcul incorrect.

9. Lorsqu’on ajoute de l’eau à une solution mère pour la diluer, que deviennent la masse de soluté et sa concentration massique ?

La masse de soluté reste constante et la concentration massique augmente
La masse de soluté diminue et la concentration massique diminue
La masse de soluté augmente et la concentration massique reste constante
La masse de soluté reste constante et la concentration massique diminue

La masse de soluté reste constante et la concentration massique diminue

Explication

La dilution consiste à ajouter du solvant : la quantité de soluté ne change pas, mais elle est répartie dans un volume plus grand, donc la concentration massique diminue. Une dissolution ajoute du soluté, et la baisse de concentration n’implique pas une perte de soluté.

10. Une solution mère de concentration massique 12 g⋅L−112\,\text{g·L}^{-1} est diluée en prélevant 25 mL25\,\text{mL} pour préparer 150 mL150\,\text{mL} de solution fille. Quelle est la concentration massique de la solution fille ?

2,0 g⋅L−12{,}0\,\text{g·L}^{-1}
4,5 g⋅L−14{,}5\,\text{g·L}^{-1}
72 g⋅L−172\,\text{g·L}^{-1}
12 g⋅L−112\,\text{g·L}^{-1}

$$2{,}0\,\text{g·L}^{-1}$$

Explication

La conservation de la masse de soluté donne tmeˋreVmeˋre=tfilleVfillet_{\text{mère}}V_{\text{mère}}=t_{\text{fille}}V_{\text{fille}}, donc tfille=12×25150=2,0 g⋅L−1t_{\text{fille}}=12\times\frac{25}{150}=2{,}0\,\text{g·L}^{-1}. 72 g⋅L−172\,\text{g·L}^{-1} inverse le rapport des volumes, tandis que les autres valeurs ne respectent pas cette conservation.

11. Lors d’une dilution, après avoir prélevé la solution mère, quel protocole permet d’obtenir la solution fille au volume voulu ?

Transférer le prélèvement dans une fiole jaugée, compléter au trait puis ajouter de l’eau et homogénéiser
Transférer le prélèvement dans un bécher, ajouter de l’eau jusqu’au volume prévu puis homogénéiser
Compléter le prélèvement au trait avec de l’eau, le transférer dans une fiole jaugée puis homogénéiser
Transférer le prélèvement dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau et homogénéiser, compléter au trait puis homogénéiser de nouveau

Transférer le prélèvement dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau et homogénéiser, compléter au trait puis homogénéiser de nouveau

Explication

Le prélèvement est transféré dans une fiole jaugée, puis on ajoute de l’eau et on homogénéise avant de compléter au trait et d’homogénéiser encore. Ajuster le volume avant le premier mélange ou ajouter de l’eau après l’ajustement ne suit pas cet ordre ; un bécher ne fournit pas l’ajustement au trait requis.

12. Au laboratoire, on dispose de plusieurs solutions de concentrations connues d’un colorant et d’un échantillon inconnu. Quelle démarche permet d’encadrer la concentration de l’échantillon ?

Comparer sa couleur à une échelle préparée avec plusieurs concentrations connues de la même espèce
Comparer sa couleur à une solution unique de concentration connue de la même espèce
Comparer sa couleur à une échelle préparée avec plusieurs espèces colorées différentes
Déduire sa concentration à partir de sa seule apparence, sans solution de référence

Comparer sa couleur à une échelle préparée avec plusieurs concentrations connues de la même espèce

Explication

Une échelle de teintes rassemble plusieurs concentrations connues d’une même espèce colorée ; comparer l’inconnue à cette échelle permet d’encadrer sa concentration. Une solution unique ne fournit pas la même échelle de comparaison, et des espèces différentes ou l’absence de référence ne conviennent pas.

13. Une solution colorée est diluée avec de l’eau, sans changer l’espèce colorée présente. Quel changement visuel est attendu ?

La couleur devient plus claire
La couleur garde la même intensité
La couleur change nécessairement de teinte
La couleur devient plus foncée

La couleur devient plus claire

Explication

La dilution d’une espèce colorée rend sa couleur plus claire. Une couleur plus foncée inverse l’effet attendu, tandis que l’intensité inchangée ou le changement de teinte ne décrivent pas cette conséquence.

14. Une élève doit préparer une solution aqueuse dont le volume final est déterminé avec précision. Quel récipient doit-elle choisir ?

Un bécher gradué
Une éprouvette graduée
Une fiole jaugée
Un bécher sans graduation

Une fiole jaugée

Explication

La fiole jaugée sert à préparer une solution de volume déterminé. Le bécher est ici un récipient gradué, et l’éprouvette sert à mesurer un volume plutôt qu’à préparer le volume final avec la précision recherchée.

15. Pour vérifier le volume d’eau contenu dans un récipient, un groupe mesure sa masse et utilise la masse volumique de l’eau, ρ=1 g/mL\rho = 1\ \text{g/mL}. Quelle relation permet de calculer ce volume ?

V=mρV = m\rho
V=m+ρV = m + \rho
V=mρV = \frac{m}{\rho}
V=ρmV = \frac{\rho}{m}

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

Explication

Comme ρ=mV\rho = \frac{m}{V}, on isole le volume en écrivant V=mρV = \frac{m}{\rho} ; avec ρ=1 g/mL\rho = 1\ \text{g/mL}, la valeur numérique du volume en millilitres correspond à la masse en grammes. La multiplication, l’inversion du rapport et l’addition ne suivent pas cette définition.

16. Une personne boit 50 cL de Coca-Cola. Quelle quantité de caféine a-t-elle consommée ?

23,5 mg
47 mg
40 mg
94 mg

47 mg

Explication

50 cL correspond à la moitié d’un litre, donc la quantité est 94÷2=4794 \div 2 = 47 mg. 94 mg correspond à un litre, 40 mg reprend la valeur d’une canette de Red Bull et 23,5 mg celle d’une canette de Coca-Cola de 25 cL.

17. Une canette de Red Bull contient 80 mg de caféine pour 25 cL. Quelle quantité de caféine apporte une consommation de deux canettes de ce format ?

160 mg
80 mg
320 mg
47 mg

160 mg

Explication

Deux canettes apportent 2×80=1602 \times 80 = 160 mg de caféine. 80 mg ne compte qu’une canette, 47 mg correspond à 50 cL de Coca-Cola et 320 mg résulte d’une multiplication par quatre.

18. Un adolescent pèse 40 kg. Quelle dose journalière de caféine correspond à la limite sans risque indiquée pour les mineurs ?

43 mg
90 mg
200 mg
120 mg

120 mg

Explication

La dose sans risque est de 3 mg par kilogramme, donc pour 40 kg, 3×40=1203 \times 40 = 120 mg. 90 mg correspondrait à 30 kg, 200 mg est la limite recommandée aux femmes enceintes et 43 mg vient d’une addition plutôt que d’une multiplication.

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Qu’est-ce que le solvant d’une solution ?

L’espèce chimique majoritaire dans laquelle le soluté est dissous.

Qu’est-ce que le soluté d’une solution ?

L’espèce chimique dissoute dans le solvant et minoritaire dans la solution.

Qu’est-ce qu’une solution aqueuse ?

Un mélange homogène obtenu par dissolution de solutés dans l’eau.

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