Lycée · 2ⁿᵈᵉ · Physique-Chimie (2nde)
Solutions aqueuses et concentrations
Dissolution, concentration massique et molaire — Constitution et transformations de la matière (programme de 2nde)
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 — Vocabulaire et dissolution
/ 4 pts- Donner la définition d'une solution aqueuse et préciser les termes soluté et solvant. (2 pts)
- Écrire l'équation de dissolution de NaCl dans l'eau, en utilisant les notations ioniques correctes. (1 pt)
- Expliquer, à l'échelle microscopique, ce qui se passe lors de la dissolution d'un sel ionique dans l'eau. (1 pt)
Exercice 2 — Concentration massique et molaire
/ 6 pts- On dissout $11{,}7$ g de NaCl (M = 58,5 g·mol⁻¹) dans de l'eau pour obtenir $400$ mL de solution.
a) Calculer la concentration massique $C_m$ en g·L⁻¹. (1,5 pt)
b) Calculer la quantité de matière de NaCl. (1,5 pt)
c) Calculer la concentration molaire $C$ en mol·L⁻¹. (1,5 pt)
d) Vérifier la cohérence en utilisant la relation $C = C_m / M$. (1,5 pt)
Exercice 3 — Protocole de dissolution
/ 4 pts- On veut préparer $250$ mL d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre $\text{CuSO}_4$ (M = 159,5 g·mol⁻¹) à la concentration $C = 0{,}100 \text{ mol·L}^{-1}$.
a) Calculer la masse de $\text{CuSO}_4$ à peser. (2 pts)
b) Décrire le protocole de préparation en 5 étapes, en précisant le matériel utilisé. (2 pts)
Exercice 4 — Dilution
/ 4 pts- On dispose d'une solution mère de HCl à $C_1 = 2{,}00 \text{ mol·L}^{-1}$. On veut préparer $500$ mL d'une solution fille à $C_2 = 0{,}100 \text{ mol·L}^{-1}$.
a) Énoncer la relation utilisée lors d'une dilution. (0,5 pt)
b) Calculer le volume $V_1$ de solution mère à prélever. (2 pts)
c) Calculer le facteur de dilution $F$. (0,5 pt)
d) Décrire brièvement le protocole de dilution. (1 pt)
Exercice 5 — Tests caractéristiques
/ 2 pts- On teste une solution inconnue avec trois réactifs :
— Ajout de $\text{AgNO}_3$ : aucun précipité.
— Ajout de $\text{NaOH}$ : précipité rouille.
— Ajout de $\text{BaCl}_2$ : précipité blanc.
Identifier les ions présents et absents dans cette solution. (2 pts)
Corrigé détaillé — à n'ouvrir qu'après avoir rendu la copie
Exercice 1 — Vocabulaire et dissolution
Corrigé :
1. Une solution aqueuse est un mélange homogène obtenu par dissolution d'un soluté dans un solvant, l'eau. Le soluté est l'espèce dissoute ; le solvant est l'eau.
2. $\text{NaCl} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Na}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$
3. Les molécules d'eau s'orientent autour des ions Na⁺ et Cl⁻, les arrachent au cristal et les entourent (solvatation). Les ions se dispersent uniformément dans la solution.
Exercice 2 — Concentration massique et molaire
Corrigé :
a) $C_m = \frac{m}{V} = \frac{11{,}7}{0{,}400} = 29{,}25 \text{ g·L}^{-1}$
b) $n = \frac{m}{M} = \frac{11{,}7}{58{,}5} = 0{,}200 \text{ mol}$
c) $C = \frac{n}{V} = \frac{0{,}200}{0{,}400} = 0{,}500 \text{ mol·L}^{-1}$
d) $C = \frac{C_m}{M} = \frac{29{,}25}{58{,}5} = 0{,}500 \text{ mol·L}^{-1}$ ✓ Cohérent.
Exercice 3 — Protocole de dissolution
Corrigé :
a) $n = C \times V = 0{,}100 \times 0{,}250 = 0{,}025 \text{ mol}$ ; $m = n \times M = 0{,}025 \times 159{,}5 = 3{,}99 \approx 4{,}0 \text{ g}$
b) 1. Peser 4,0 g de CuSO₄ sur une balance. 2. Dissoudre dans un bécher avec un peu d'eau distillée en agitant. 3. Transvaser dans une fiole jaugée de 250 mL. 4. Rincer le bécher 2-3 fois et verser les rinçures dans la fiole. 5. Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, boucher, agiter.
Exercice 4 — Dilution
Corrigé :
a) $C_1 V_1 = C_2 V_2$ (conservation de la quantité de matière de soluté).
b) $V_1 = \frac{C_2 V_2}{C_1} = \frac{0{,}100 \times 0{,}500}{2{,}00} = 0{,}025 \text{ L} = 25{,}0 \text{ mL}$
c) $F = C_1/C_2 = 2{,}00/0{,}100 = 20$
d) Prélever 25,0 mL de la solution mère à la pipette jaugée, les verser dans une fiole jaugée de 500 mL, compléter à l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, boucher et agiter.
Exercice 5 — Tests caractéristiques
Corrigé :
— Pas de précipité avec AgNO₃ → absence d'ions Cl⁻.
— Précipité rouille avec NaOH → présence d'ions Fe³⁺ (Fe(OH)₃ rouille).
— Précipité blanc avec BaCl₂ → présence d'ions SO₄²⁻ (BaSO₄ blanc).
Ce contrôle de physique-chimie (2nde) 2ⁿᵈᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Solutions aqueuses et concentrations » : 5 exercices, 60 minutes, noté sur 20. Le corrigé détaillé est dépliable sous le sujet.
- Exercice 1 — Vocabulaire et dissolution/ 4 pts
- Exercice 2 — Concentration massique et molaire/ 6 pts
- Exercice 3 — Protocole de dissolution/ 4 pts
- Exercice 4 — Dilution/ 4 pts
- Exercice 5 — Tests caractéristiques/ 2 pts
Notions évaluées
Solvant, soluté et solution aqueuse, La dissolution : ce qui se passe à l'échelle microscopique, Concentration massique, Quantité de matière et masse molaire, Concentration molaire, Préparer une solution par dissolution ou par dilution.
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 « Solutions aqueuses et concentrations » ?
- 60 minutes pour 5 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 physique-chimie (2nde) de seconde ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Solutions aqueuses et concentrations » du programme officiel de physique-chimie (2nde) en seconde, soit Solvant, soluté et solution aqueuse, La dissolution : ce qui se passe à l'échelle microscopique, Concentration massique, Quantité de matière et masse molaire.
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