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Physique-Chimie (2nde) · Classe de 2ⁿᵈᵉ

Mélanges et corps purs

Identifier et caractériser les espèces chimiques — Constitution et transformations de la matière (programme de 2nde)

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Mélanges et corps purs » en seconde permet de faire le point sur ses connaissances en physique-chimie (2nde), comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de seconde et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Corps purs et mélanges : définitions, Mélanges homogènes et hétérogènes, Propriétés physiques d'un corps pur, Courbes de changement d'état. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde en physique-chimie (2nde).
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 60 min · Noté sur 20
60:00

Évaluation complète 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 et mélanges — Identification

/ 4 pts
  1. Parmi les substances suivantes, indique pour chacune si c'est un corps pur (simple ou composé) ou un mélange (homogène ou hétérogène) : a) Cuivre métallique Cu ; b) Eau minérale ; c) Acide chlorhydrique HCl pur ; d) Vinaigrette.
  2. Donne deux exemples de propriétés physiques permettant d'identifier un corps pur.

Exercice 2 — Calcul de masse volumique et identification

/ 5 pts
  1. Un élève pèse un morceau de métal inconnu : $m = 178{,}2\,\text{g}$. Il le plonge dans une éprouvette graduée : le volume d'eau passe de $40{,}0\,\text{mL}$ à $60{,}0\,\text{mL}$.
  2. a) Calcule le volume du métal.
  3. b) Calcule sa masse volumique (en g·cm⁻³).
  4. c) Données : Fe ($\rho = 7{,}87\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$), Ni ($\rho = 8{,}91\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$), Cu ($\rho = 8{,}96\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$). Identifie le métal.

Exercice 3 — Solutions aqueuses — Concentration en masse

/ 5 pts
  1. On prépare une solution de chlorure de calcium $\text{CaCl}_2$ en dissolvant $22{,}2\,\text{g}$ de $\text{CaCl}_2$ dans de l'eau pour obtenir $600\,\text{mL}$ de solution.
  2. a) Calcule la concentration en masse $C_m$ de la solution (en g·L⁻¹).
  3. b) Quelle masse de $\text{CaCl}_2$ est contenue dans $150\,\text{mL}$ de cette solution ?
  4. c) La solubilité de $\text{CaCl}_2$ dans l'eau à 20 °C est $s = 740\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$. La solution obtenue en a) est-elle saturée ?

Exercice 4 — Technique de séparation — Distillation

/ 3 pts
  1. On dispose d'un mélange homogène eau-éthanol. On réalise une distillation.
  2. a) Quel composé est distillé en premier ? Justifie (données : $T_{\text{éb}}$ eau = 100 °C, $T_{\text{éb}}$ éthanol = 78 °C).
  3. b) Comment appelle-t-on le liquide recueilli après condensation ?
  4. c) Comment peut-on vérifier que le distillat obtenu est bien de l'éthanol pur ?

Exercice 5 — Analyse d'une courbe de chauffage

/ 3 pts
  1. On chauffe un échantillon et on relève la température toutes les minutes :
  2. t (min)024681012
    T (°C)−30−106,56,56,52545
  3. a) Y a-t-il un palier ? À quelle température ?
  4. b) L'échantillon est-il un corps pur ou un mélange ? Justifie.
  5. c) Données : cyclohexane ($T_f = 6{,}5\,°\text{C}$) ; benzène ($T_f = 5{,}5\,°\text{C}$). Identifie l'espèce.
✓Corrigé détaillé

Exercice 1 — Corps purs et mélanges — Identification
Corrigé :
1. a) Cu : corps pur simple (un seul élément) ; b) Eau minérale : mélange homogène (eau + ions dissous) ; c) HCl pur : corps pur composé (deux éléments, une seule espèce) ; d) Vinaigrette : mélange hétérogène (deux phases : huile + vinaigre).
2. Exemples de propriétés physiques : température de fusion $T_f$, température d'ébullition $T_{\text{éb}}$, masse volumique $\rho$, solubilité. (2 attendus)

Exercice 2 — Calcul de masse volumique et identification
Corrigé :
a) $V = 60{,}0 - 40{,}0 = 20{,}0\,\text{mL} = 20{,}0\,\text{cm}^3$.
b) $\rho = \frac{m}{V} = \frac{178{,}2}{20{,}0} = 8{,}91\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$.
c) La valeur $8{,}91\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$ correspond au nickel (Ni). L'élève peut conclure que l'échantillon est probablement du nickel pur.

Exercice 3 — Solutions aqueuses — Concentration en masse
Corrigé :
a) $C_m = \frac{m}{V} = \frac{22{,}2}{0{,}600} = 37{,}0\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$.
b) $m = C_m \times V = 37{,}0 \times 0{,}150 = 5{,}55\,\text{g}$.
c) $C_m = 37{,}0\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1} \ll s = 740\,\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$ : la solution est très loin de la saturation, elle est non saturée.

Exercice 4 — Technique de séparation — Distillation
Corrigé :
a) L'éthanol est distillé en premier car sa température d'ébullition (78 °C) est inférieure à celle de l'eau (100 °C) : il se vaporise avant l'eau.
b) Le liquide recueilli après condensation s'appelle le distillat.
c) On peut mesurer la température d'ébullition du distillat : si elle est constante et égale à 78 °C (palier net), c'est de l'éthanol pur. On peut aussi mesurer sa masse volumique et la comparer à $\rho_{\text{éthanol}} = 0{,}789\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$.

Exercice 5 — Analyse d'une courbe de chauffage
Corrigé :
a) Oui, il y a un palier à 6,5 °C (de t = 4 min à t = 8 min).
b) L'existence d'un palier net indique un corps pur : la température reste constante pendant le changement d'état (fusion ici).
c) $T_f = 6{,}5\,°\text{C}$ correspond au cyclohexane. L'échantillon est probablement du cyclohexane pur.

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