Lycée · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie
Corps purs et mélanges — solutions
Composition de la matière, solutions aqueuses et concentration : programme de Spécialité Physique-Chimie 1ère
À propos de cette page
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.
Exercice 1 — Corps purs, mélanges et identification
/ 4 pts- Définir un corps pur et un mélange. Donner un exemple de chaque.
- Classer les substances suivantes et préciser si les mélanges sont homogènes ou hétérogènes : a) l'éthanol pur, b) le lait, c) le sucre cristallisé (saccharose), d) l'huile de tournesol mélangée à de l'eau.
- On ajoute quelques gouttes de nitrate d'argent à deux solutions inconnues : la solution A donne un précipité blanc, la solution B ne donne aucun précipité. Quel ion est présent dans A ? Quel ion est absent de B ?
Exercice 2 — Concentration massique et molaire
/ 5 pts- On dissout $7{,}30\ \text{g}$ d'acide chlorhydrique $\text{HCl}$ ($M = 36{,}5\ \text{g·mol}^{-1}$) dans une fiole jaugée de $500\ \text{mL}$.
- a) Calculer la concentration massique $t$ de cette solution.
- b) Calculer la quantité de matière $n$ de HCl dissoute.
- c) En déduire la concentration molaire $c$ de la solution.
- d) Retrouver le résultat de c) par la relation $c = t/M$.
Exercice 3 — Dilution — préparation d'une solution fille
/ 5 pts- On dispose d'une solution mère de NaOH ($M = 40\ \text{g·mol}^{-1}$) à $c_1 = 2{,}00\ \text{mol·L}^{-1}$. On veut préparer $V_2 = 200\ \text{mL}$ d'une solution fille à $c_2 = 0{,}100\ \text{mol·L}^{-1}$.
- a) Calculer le volume $V_1$ à prélever.
- b) Calculer le facteur de dilution $F$.
- c) Décrire le protocole de préparation (fiole jaugée de 200 mL).
- d) Quelle masse de NaOH y a-t-il dans la solution fille ?
Exercice 4 — Mélange de solutions et électroneutralité
/ 6 pts- On mélange $V_A = 150\ \text{mL}$ d'une solution de $\text{CaCl}_2$ à $c_A = 0{,}20\ \text{mol·L}^{-1}$ et $V_B = 100\ \text{mL}$ d'une solution de $\text{NaCl}$ à $c_B = 0{,}30\ \text{mol·L}^{-1}$.
- a) Calculer les quantités de matière de $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Na}^+$ et $\text{Cl}^-$ dans le mélange.
- b) Calculer la concentration molaire de chaque ion dans le mélange final.
- c) Vérifier l'électroneutralité du mélange.
- d) Un test au nitrate d'argent est réalisé sur le mélange. Que se passe-t-il ?
Corrigé détaillé — à n'ouvrir qu'après avoir rendu la copie
Exercice 1 — Corps purs, mélanges et identification
Corrigé :
1. Corps pur : une seule espèce chimique, propriétés fixes. Ex. : eau pure H₂O. Mélange : plusieurs espèces chimiques. Ex. : eau de mer.
2. a) Éthanol pur → corps pur. b) Lait → mélange hétérogène (émulsion). c) Saccharose → corps pur. d) Huile + eau → mélange hétérogène (deux phases).
3. Solution A : présence de Cl⁻ (précipité blanc de AgCl). Solution B : absence de Cl⁻ (ou de Br⁻ et I⁻).
Exercice 2 — Concentration massique et molaire
Corrigé :
a) $t = m/V = 7{,}30 / 0{,}500 = 14{,}6\ \text{g·L}^{-1}$.
b) $n = m/M = 7{,}30 / 36{,}5 = 0{,}200\ \text{mol}$.
c) $c = n/V = 0{,}200 / 0{,}500 = 0{,}400\ \text{mol·L}^{-1}$.
d) $c = t/M = 14{,}6 / 36{,}5 = 0{,}400\ \text{mol·L}^{-1}$ ✓.
Exercice 3 — Dilution — préparation d'une solution fille
Corrigé :
a) $c_1 V_1 = c_2 V_2 \Rightarrow V_1 = c_2 V_2 / c_1 = 0{,}100 \times 200 / 2{,}00 = 10{,}0\ \text{mL}$.
b) $F = V_2/V_1 = 200/10{,}0 = 20$.
c) Prélever $10{,}0\ \text{mL}$ de solution mère à la pipette jaugée, les verser dans la fiole de 200 mL, ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, boucher et homogénéiser.
d) $n = c_2 V_2 = 0{,}100 \times 0{,}200 = 0{,}0200\ \text{mol}$ ; $m = 0{,}0200 \times 40 = 0{,}800\ \text{g}$.
Exercice 4 — Mélange de solutions et électroneutralité
Corrigé :
$V_{total} = 250\ \text{mL} = 0{,}250\ \text{L}$.
a) $n(\text{Ca}^{2+}) = 0{,}20 \times 0{,}150 = 0{,}030\ \text{mol}$ ; $n(\text{Na}^+) = 0{,}30 \times 0{,}100 = 0{,}030\ \text{mol}$ ; $n(\text{Cl}^-)$ dans CaCl₂ = $2 \times 0{,}030 = 0{,}060\ \text{mol}$ (2 Cl⁻ par CaCl₂) ; $n(\text{Cl}^-)$ dans NaCl = $0{,}030\ \text{mol}$ ; total $n(\text{Cl}^-) = 0{,}090\ \text{mol}$.
b) $[\text{Ca}^{2+}] = 0{,}030/0{,}250 = 0{,}12\ \text{mol·L}^{-1}$ ; $[\text{Na}^+] = 0{,}12\ \text{mol·L}^{-1}$ ; $[\text{Cl}^-] = 0{,}090/0{,}250 = 0{,}36\ \text{mol·L}^{-1}$.
c) Charges + : $2 \times 0{,}12 + 0{,}12 = 0{,}36\ \text{mol·L}^{-1}$ ; charges − : $0{,}36\ \text{mol·L}^{-1}$ ✓ Électroneutralité vérifiée.
d) Test AgNO₃ positif : précipité blanc de AgCl, car des ions Cl⁻ sont présents.
Ce contrôle de spécialité physique-chimie 1ʳᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Corps purs et mélanges — solutions » : 4 exercices, 60 minutes, noté sur 20. Le corrigé détaillé est dépliable sous le sujet.
- Exercice 1 — Corps purs, mélanges et identification/ 4 pts
- Exercice 2 — Concentration massique et molaire/ 5 pts
- Exercice 3 — Dilution — préparation d'une solution fille/ 5 pts
- Exercice 4 — Mélange de solutions et électroneutralité/ 6 pts
Notions évaluées
Corps purs et mélanges : définitions, Mélanges homogènes et hétérogènes, La solution aqueuse, Concentration massique, Concentration molaire (quantité de matière), Relation entre concentration massique et molaire.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 60 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Corps purs et mélanges — solutions » ?
- 60 minutes pour 4 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé détaillé se déplie sous le sujet, à n'ouvrir qu'après avoir rendu la copie.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 60 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de spécialité physique-chimie de première ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Corps purs et mélanges — solutions » du programme officiel de spécialité physique-chimie en première, soit Corps purs et mélanges : définitions, Mélanges homogènes et hétérogènes, La solution aqueuse, Concentration massique.
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