QCM : Substances, solutions et analyses (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle des propositions décrit correctement une entité chimique ?

Une grandeur physique mesurant la quantité de matière
Un atome, un ion, une molécule ou un électron
Un ensemble de molécules identiques formant une substance
Un mélange de plusieurs espèces observables à l’œil nu

Un atome, un ion, une molécule ou un électron

Explication

Une entité chimique peut être un atome, un ion, une molécule ou un électron. Un ensemble d’entités identiques constitue plutôt une espèce chimique, et une grandeur physique ne correspond pas à une entité.

2. Qu’est-ce qui caractérise une espèce chimique ?

Un grand nombre d’entités chimiques identiques et une formule chimique
Des constituants visibles séparément dans un récipient
Des entités chimiques différentes sans formule chimique définie
Un seul atome isolé dont la masse est mesurable

Un grand nombre d’entités chimiques identiques et une formule chimique

Explication

Une espèce chimique rassemble un grand nombre d’entités chimiques identiques et possède une formule, comme H2O\mathrm{H_2O}. La présence de constituants différents correspond plutôt à un mélange.

3. Comment distinguer un mélange homogène d’un mélange hétérogène ?

Les constituants du mélange homogène réagissent, tandis que ceux du mélange hétérogène restent séparés
Les constituants du mélange homogène ne sont pas distinguables, contrairement à ceux du mélange hétérogène
Le mélange homogène contient des solides, tandis que le mélange hétérogène contient des liquides
Le mélange homogène possède plusieurs phases visibles, contrairement au mélange hétérogène

Les constituants du mélange homogène ne sont pas distinguables, contrairement à ceux du mélange hétérogène

Explication

Dans un mélange homogène, les constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu ou avec un microscope simple, alors qu’ils le sont dans un mélange hétérogène. Une vinaigrette illustre le second cas, tandis que l’eau salée illustre le premier.

4. Laquelle de ces méthodes peut servir à identifier une espèce chimique ?

Observer uniquement la quantité de matière présente dans l’échantillon
Déterminer la forme du récipient contenant l’espèce chimique
Mesurer sa masse volumique ou réaliser une chromatographie sur couche mince
Comparer la couleur du bouchon utilisé pour fermer le récipient

Mesurer sa masse volumique ou réaliser une chromatographie sur couche mince

Explication

La masse volumique et la chromatographie sur couche mince font partie des propriétés ou méthodes permettant d’identifier une espèce chimique. La forme du récipient et la couleur de son bouchon ne caractérisent pas l’espèce étudiée.

5. Quel réactif permet de mettre en évidence le dioxyde de carbone ?

Le sulfate de cuivre anhydre, qui permet de tester la présence de dioxygène
L’eau de chaux, qui permet de tester la présence de dioxyde de carbone
Le sulfate de cuivre anhydre, qui permet de tester la présence de dioxyde de carbone
L’eau de chaux, qui permet de tester la présence d’eau dans un échantillon

L’eau de chaux, qui permet de tester la présence de dioxyde de carbone

Explication

L’eau de chaux sert à tester la présence de dioxyde de carbone, tandis que le sulfate de cuivre anhydre sert à tester l’eau. La confusion entre ces deux réactifs inverse leurs rôles.

6. Un échantillon possède une masse de 150 g150\ \mathrm{g} et un volume de 50 mL50\ \mathrm{mL}. Quelle est sa masse volumique ?

7 500 g⋅mL−17\,500\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}
0,33 g⋅mL−10,33\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}
3 g⋅mL−13\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}
100 g⋅mL−1100\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}

$$3\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$$

Explication

La masse volumique se calcule avec ρ=mV\rho = \frac{m}{V}, donc ρ=15050=3 g⋅mL−1\rho = \frac{150}{50} = 3\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}. La densité correspondrait à une comparaison avec la masse volumique de l’eau et ne serait pas exprimée dans cette unité.

7. Quelle expression permet de calculer la densité d’un échantillon liquide ou solide A ?

dA=mAVAd_A = \frac{m_A}{V_A}
dA=VAmAd_A = \frac{V_A}{m_A}
dA=ρAρeaud_A = \frac{\rho_A}{\rho_{eau}}
dA=ρA×ρeaud_A = \rho_A \times \rho_{eau}

$$d_A = \frac{\rho_A}{\rho_{eau}}$$

Explication

La densité de A est le rapport de sa masse volumique à celle de l’eau, soit dA=ρAρeaud_A = \frac{\rho_A}{\rho_{eau}}. L’expression mAVA\frac{m_A}{V_A} donne la masse volumique de A et non sa densité.

8. Lorsqu’un technicien lit le volume d’un liquide dans une éprouvette graduée, quelle méthode réduit l’erreur de lecture ?

Observer le liquide depuis une position éloignée de l’éprouvette
Placer l’œil au niveau du ménisque et viser sa partie inférieure
Incliner l’éprouvette puis lire le niveau contre sa paroi
Placer l’œil au-dessus du ménisque et viser sa partie supérieure

Placer l’œil au niveau du ménisque et viser sa partie inférieure

Explication

Une lecture correcte exige que l’œil soit au niveau du ménisque et que l’on observe le bas de celui-ci. Viser la partie supérieure du ménisque peut conduire à une valeur de volume inexacte.

9. Quel volume correspond à 250 cm3250\ \text{cm}^3 d’eau exprimé en millilitres et en litres ?

25 mL25\ \text{mL}, soit 0,025 L0{,}025\ \text{L}
2 500 mL2\,500\ \text{mL}, soit 2,500 L2{,}500\ \text{L}
0,250 mL0{,}250\ \text{mL}, soit 0,000250 L0{,}000250\ \text{L}
250 mL250\ \text{mL}, soit 0,250 L0{,}250\ \text{L}

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

Explication

Comme 1 mL=1 cm31\ \text{mL}=1\ \text{cm}^3, 250 cm3250\ \text{cm}^3 correspondent à 250 mL250\ \text{mL}, soit 0,250 L0{,}250\ \text{L}. La valeur 25 mL25\ \text{mL} résulte d’une conversion par un facteur dix incorrect.

10. Dans quel ordre réalise-t-on correctement un test d’identification d’un ion en tube à essais ?

Observer la solution, ajouter le réactif, puis verser le reste de solution
Ajouter quelques gouttes de réactif, verser la solution, puis observer
Verser la solution, observer son aspect, puis ajouter le réactif progressivement
Verser environ un centimètre de solution, ajouter quelques gouttes de réactif, puis observer

Verser environ un centimètre de solution, ajouter quelques gouttes de réactif, puis observer

Explication

Le protocole consiste à introduire environ un centimètre de solution, à ajouter quelques gouttes de réactif avec une pipette, puis à observer le tube. L’observation vient donc après l’ajout du réactif, et non avant.

11. Quel ensemble associe correctement chaque ion au précipité observé avec le réactif indiqué ?

Ca2+\mathrm{Ca^{2+}} : blanc avec le nitrate d’argent ; Cl−\mathrm{Cl^-} : blanc avec l’oxalate d’ammonium ; Cu2+\mathrm{Cu^{2+}} : bleu avec l’hydroxyde de sodium
Ca2+\mathrm{Ca^{2+}} : blanc avec l’oxalate d’ammonium ; Cl−\mathrm{Cl^-} : bleu avec le nitrate d’argent ; Zn2+\mathrm{Zn^{2+}} : bleu avec l’hydroxyde de sodium
Ca2+\mathrm{Ca^{2+}} : bleu avec l’oxalate d’ammonium ; Cl−\mathrm{Cl^-} : blanc avec le nitrate d’argent ; Cu2+\mathrm{Cu^{2+}} : blanc avec l’hydroxyde de sodium
Ca2+\mathrm{Ca^{2+}} : blanc avec l’oxalate d’ammonium ; Cl−\mathrm{Cl^-} : blanc avec le nitrate d’argent ; Cu2+\mathrm{Cu^{2+}} : bleu avec l’hydroxyde de sodium

$$\mathrm{Ca^{2+}}$$ : blanc avec l’oxalate d’ammonium ; $$\mathrm{Cl^-}$$ : blanc avec le nitrate d’argent ; $$\mathrm{Cu^{2+}}$$ : bleu avec l’hydroxyde de sodium

Explication

Les ions calcium donnent un précipité blanc avec l’oxalate d’ammonium, les ions chlorure un précipité blanc avec le nitrate d’argent et les ions cuivre(II) un précipité bleu avec l’hydroxyde de sodium. L’association de la couleur bleue aux ions calcium ou chlorure inverse les résultats caractéristiques des tests.

12. Quelle distinction permet de différencier la dissolution de la dilution lors de la préparation d’une solution aqueuse ?

La dissolution augmente le volume d’une solution, tandis que la dilution transforme un solide en liquide
La dissolution part d’un soluté solide, tandis que la dilution part d’une solution déjà préparée
La dissolution part d’une solution concentrée, tandis que la dilution part d’un soluté solide
La dissolution utilise une solution déjà préparée, tandis que la dilution forme le soluté solide

La dissolution part d’un soluté solide, tandis que la dilution part d’une solution déjà préparée

Explication

La dissolution consiste à introduire un soluté solide dans l’eau, alors que la dilution utilise une solution déjà préparée pour obtenir une concentration massique plus faible. Confondre les deux opérations revient à intervertir leur point de départ.

13. Quelle succession d’opérations décrit correctement la préparation d’une solution par dissolution dans une fiole jaugée ?

Dissoudre le solide dans un faible volume, jeter l’excédent, ajuster au trait, puis peser la solution obtenue
Peser le solide, le transférer quantitativement, le dissoudre, ajuster au trait avec le bas du ménisque, puis homogénéiser
Transférer le solide, remplir jusqu’au trait, laisser reposer, puis ajouter l’eau distillée après homogénéisation
Peser le solide, ajuster immédiatement au trait, le dissoudre, puis transférer la préparation dans la fiole

Peser le solide, le transférer quantitativement, le dissoudre, ajuster au trait avec le bas du ménisque, puis homogénéiser

Explication

La procédure correcte associe le pesage, le transfert quantitatif, la dissolution, l’ajustement final au trait de jauge et l’homogénéisation par retournements. Le remplissage initial sert à dissoudre le solide ; le volume final est réglé ensuite au trait avec le bas du ménisque.

14. Quel est le principe fondamental de la chromatographie sur couche mince pour analyser un mélange ?

Identifier ses constituants grâce à leur température d’ébullition et à une source de chaleur
Transformer ses constituants grâce à une réaction entre deux phases liquides
Séparer et caractériser ses constituants grâce à une phase stationnaire et à un éluant mobile
Mesurer la masse de ses constituants grâce à une balance et à un solvant

Séparer et caractériser ses constituants grâce à une phase stationnaire et à un éluant mobile

Explication

La chromatographie sur couche mince sépare et caractérise les constituants selon leurs interactions avec une phase stationnaire et un éluant constituant la phase mobile. La mesure de la masse ne décrit pas le principe chromatographique, car elle ne repose pas sur une migration différentielle.

15. Dans quelle succession réalise-t-on correctement les principales étapes d’une chromatographie sur couche mince ?

Tracer la ligne de base, déposer les échantillons, faire migrer l’éluant, marquer son front puis sécher la plaque
Déposer les échantillons, marquer le front de l’éluant, tracer la ligne de base puis faire migrer le solvant
Faire migrer l’éluant, tracer la ligne de base, déposer les échantillons puis révéler les taches
Tracer la ligne de base, faire migrer l’éluant, déposer les échantillons puis marquer le front

Tracer la ligne de base, déposer les échantillons, faire migrer l’éluant, marquer son front puis sécher la plaque

Explication

La ligne de base et les dépôts sont préparés avant la migration, tandis que le front de l’éluant est marqué après celle-ci, avant le séchage et une éventuelle révélation. Marquer le front avant la migration confond donc une étape préparatoire avec une observation finale.

16. Que permet de conclure l’alignement des taches du sirop de menthe avec celles des colorants jaune et bleu de référence ?

Le sirop contient les colorants jaune et bleu sous forme d’un mélange
Le sirop contient un nouveau colorant dont la couleur combine le jaune et le bleu
Le sirop ne contient aucun colorant puisque ses taches correspondent aux références
Le sirop contient deux colorants purs séparés, comme les références analysées

Le sirop contient les colorants jaune et bleu sous forme d’un mélange

Explication

Des taches du sirop alignées avec celles des références jaune et bleue indiquent la présence de ces deux colorants dans le sirop. Les références sont des substances pures, alors que le sirop est le mélange qui contient ces constituants.

17. Lors d’une CCM comparative, quelle différence décrit correctement les échantillons étudiés pour le sirop de menthe ?

Le jaune et le bleu sont des références pures, tandis que le sirop est un mélange de ces colorants
Le sirop est une référence pure, tandis que le jaune et le bleu sont des mélanges alimentaires
Le jaune est une référence pure, tandis que le bleu et le sirop constituent deux mélanges distincts
Le jaune et le bleu sont des mélanges, tandis que le sirop est une référence pure de comparaison

Le jaune et le bleu sont des références pures, tandis que le sirop est un mélange de ces colorants

Explication

Les colorants jaune et bleu servent séparément de substances de référence pures, tandis que le sirop contient leurs deux constituants et forme donc un mélange. Considérer le sirop comme une substance pure inverse le rôle des échantillons dans la comparaison chromatographique.

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Qu'est-ce qu'une entité chimique ?

Un atome, un ion, une molécule ou un électron.

De quoi est constituée une espèce chimique ?

D’un grand nombre d’entités chimiques identiques.

Qu'est-ce qui caractérise une espèce chimique ?

Elle possède une formule chimique.

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