Solutions des exercices : Mélanges et corps purs - 4e
Classe:
Quatrième
Exercice 1
Encadrons la lettre correspondant à la bonne réponse.
Un mélange dans lequel on peut distinguer les différents constituants à l'œil nu est un mélange dit
a) Homogène
b) hétérogène
c) stable
Exercice 2
On dispose des mélanges suivants :
a) eau de mer ;
b) eau de ruissellement ;
c) eau minérale ;
d) jus de bissap ;
e) fer+soufre ;
f) huile + eau
Complétons le tableau ci-dessous en écrivant la lettre correspondant à chaque mélange dans la colonne qui convient
Mélange homogèneMélange hétérogènea, c, db, e, f
Exercice 3
a) eau de mer ;
b) eau de ruissellement ;
c) eau minérale ;
d) jus de bissap ;
e) fer + soufre ;
f) huile + eau
Donnons pour chaque mélange la méthode de séparation appropriée
MélangesMéthodes de séparationsaDécantationbFiltrationcDistillation fractonnéedDistillation fractonnéeeTriage magnétiquefDécantation
Choisissons la bonne réponse.
On peut séparer l'eau et le sucre par :
⋅ Décantation
⋅ Filtration
⋅ Distillation
Exercice 4
Complétons le texte par les mots suivants :
filtration, potable, hétérogène, décantation, homogène.
Une ménagère a ramené de l'eau du fleuve.
Cette eau est un mélange hétérogène.
Elle la laisse au repos dans la bassine pendant une demi-heure, des substances étrangères se déposent au fond du récipient par décantation.
Elle verse l'eau dans un canari à travers un morceau à gaze. L'opération s'appelle la filtration.
Le filtrat est un mélange homogène.
Puis, elle y introduit quelques gouttes d'eau de javel pour rendre l'eau potable.
Exercice 5
La chambre de Samba a les dimensions suivantes :
h=3m; ℓ=3.30m; L=3.5m
1) Calculons le volume d'air Vair renfermant cette chambre.
La chambre de Samba étant de forme parallélépipédique alors, son volume V est donné par :
V=L×ℓ×h=3.5×3.30×3=34.65m3
Comme le volume d'air renfermant cette chambre est équivalent à V alors, on obtient :
Vair=34.65m3
2) Calculons le volume de dioxygène disponible pour samba.
Dans la composition volumique de l'air nous distinguons :
⋅ 78% de diazote
⋅ 21% de dioxygène
⋅ 1% de gaz rare
De ce fait, dans les 34.65m3 d'air renfermant la chambre de Samba, les 21% sont du dioxygène.
Soit alors VO2 ce volume de dioxygène.
On a : VO2=21%Vair=21×Vair100
A.N : VO2=21%Vair=21×34.65100=7.276
D'où, VO2=7.276m3
Ainsi, Samba dispose de 7.276m3 de dioxygène.
3) Calculons le volume de diazote présent dans la chambre de Samba
Pour calculer ce volume VN2 de diazote, on applique la même approche que dans la question 2).
Comme VN2=78%Vair alors, VN2=78×34.65100=27.027
Soit : VN2=27.027m3
Exercice 6
A partir d'une eau boueuse et salée, on peut obtenir :
1) une eau limpide et salée, par filtration
2) une eau limpide non salée, par distillation
Exercice 7
Recopions et mettons une croix devant la bonne réponse.
1) On peut distinguer deux constituants d'un mélange
⋅ homogène
⋅ hétérogène ×
2) La filtration permet de séparer les constituants d'un mélange
⋅ homogène
⋅ hétérogène ×
3) Pour séparer les constituants d'un mélange homogène, on peut utiliser
⋅ une décantation
⋅ une distillation ×
4) Lorsqu'on laisse reposer un mélange, on réalise
⋅ une décantation ×
⋅ une distillation
Exercice 8
Modou explique à Fatou comment on fabrique du "Café Touba" : il lui indique les trois (3) étapes que comprend cette préparation.
1ère étape : mettre de l'eau dans une cafetière, porter l'eau à l'ébullition puis ajouter la poudre de "Café Touba" et attendre quelles minutes.
2ème étape : Faire passer le mélange obtenu à travers un tissu pour recueillir la partie liquide.
3ème étape : Ajouter du sucre à volonté et remuer à l'aide d'une cuillère.
Le "Café Touba" est prêt.
A la fin de la 1ère étape, on obtient un mélange hétérogène parce qu'on peut distinguer, à l'œil nu, les particules solides du café dans le mélange.
La méthode de séparation utilisée dans la 2ème étape est la filtration.
En chimie, le liquide obtenu après filtration est appelé : filtrat (qui est un mélange homogène)
Le filtrat n'est pas un corps pur.
A la fin de la 3ème étape, on obtient un mélange homogène.
En effet, le filtrat est tout d'abord un mélange homogène et lorsque le sucre ajouté sera dissout dedans, on n'arrivera plus à distinguer, à l'œil nu, le sucre du filtrat.
Ce qui veut dire que le mélange final du "Café Touba" est un mélange homogène.
Exercice 9
Le schéma ci-dessous est celui de la distillation de l'eau salée.
1) Donnons les éléments manquants des annotations
2) Les changements d'états physiques qu'on y rencontre sont les suivants :
− La vaporisation
Ce changement d'état se produit dans le ballon. L'eau se transforme en vapeur sous l'effet de l'augmentation de la température qui atteint 100∘C
− La liquéfaction
Ce changement d'état se déroule dans le réfrigérant. Les vapeurs d'eau se refroidissent et se condensent pour donner des gouttes d'eau.
3) Le corps obtenu, encore appelé distillat, est de l'eau ; un corps pur dont quelques-unes de ses propriétés sont :
− Température d'ébullition 100∘C
− Température de fusion 0∘C
− Masse volumique 1000kg.m−3
Exercice 10
Le schéma ci dessous est un élément du montage expérimental de l'électrolyse de l'eau.
1) Précisons les noms respectifs des électrodes A et B.
⋅ A est appelé Cathode : c'est l'électrode reliée à la borne négative de l'électrolyseur
⋅ B est appelé Anode : c'est l'électrode reliée à la borne positive de l'électrolyseur
2) Le gaz recueilli sur l'électrode A est du dihydrogène et le gaz recueilli sur l'électrode B est du dioxygène.
3) Pour mettre en évidence le dihydrogène, on approche une flamme à la cathode A, cela provoque alors une détonation. Ce qui montre la présence du dihydrogène.
Pour caractériser le dioxygène, on approche une bûchette en incandescence à l'anode B. On constate alors que la bûchette se rallume. Ce qui met en évidence la présence du dioxygène.
Exercice 11
Faisons correspondre par une flèche chaque expression à la bonne réponse.
Mélange⟶Association de deux ou de plusieurssubstancesCorps pur simple⟶Un corps qui ne peut pas sedécomposer en d'autres corpsMélange homogène⟶Mélange dans lequel on ne peut pasdistinguer ses différents constituantsCorps pur composé⟶Un corps qui peut se décomposer end'autres corpsMélange hétérogène⟶Association de plusieurs substancesqu'on peut distinguerTransformation qui ne modifie pas lanature des corps
Exercice 12
On dispose des mélanges suivants :
⋅ eau de mer
⋅ eau de ruissellement
⋅ eau minérale
⋅ jus de bissap
⋅ fer + souffre
⋅ huile + eau
Reproduisons le tableau ci-dessous et écrivons chaque mélange dans la colonne qui convient
Mélange homogèneMélange hétérogèneeau de mereau de ruissellementeau minéralefer + souffrejus de bissaphuile + eau
Exercice 13
Recopions et complétons les phrases ci-dessous avec les expressions suivantes :
filtration, mélange homogène, mélange hétérogène, décantation, distillation, de l'eau.
1) Dans un jus d'orange, il y a de la pulpe d'orange, du sucre, et de l'eau. La pulpe se dépose :
le jus d'orange constitue un mélange hétérogène.
Le jus filtré est un mélange homogène.
2) La boue se dépose au fond d'un lac par décantation.
L'eau qui pénètre dans le sol, traverse les couches de sable par filtration et devient limpide.
3) Lors d'une pénurie d'eau, une ménagère puise de l'eau dans un puits.
Cette eau est un mélange hétérogène.
Elle la laisse au repos dans un récipient pendant quelques minutes.
Des particules lourdes se déposent au fond du récipient par décantation.
Elle transvase l'eau dans une bassine à travers un morceau de gaze pour retenir les particules légères :
cette opération appelée filtration ; elle donne un mélange homogène.
Exercice 14
Proposons une méthode de séparation appropriée pour chacun des mélanges ci-dessous.
1) Fer et soufre : Triage magnétique
2) Eau et sucre : Distillation
3) Eau et huile : Décantation
4) Farine et grain de mil : Tamissage
5) Sable et eau : Filtration
Exercice 15
Recopions le tableau et indiquons la nature (corps pur, mélange, corps pur simple, corps pur composé) de la substance.
SubstanceNature de la substanceEau saléemélangeJus de bissapmélangePainmélangeDioxyde de carbonecorps pur composéEau distilléecorps pur composéDioxygènecorps pur simple
Exercice 16
Au cours d'une électrolyse de l'eau pure, un élève a recueilli 12.5cm3 d'un gaz qui rallume un brin incandescent.
1) Le gaz qui rallume un brin incandescent est caractéristique du dioxygène.
Il a été recueilli au niveau l'anode.
2) A l'autre électrode, plus précisément à la cathode, l'élève doit recueillir du dihydrogène.
Pour identifier ce gaz, on approche une flamme à la cathode, cela provoque alors une détonation. Ce qui montre la présence du dihydrogène.
Précisons son volume.
Pour cette expérience, nous savons que le volume de dihydrogène est le double de celui de dioxygène. Ainsi,
VH2=2VO2
avec, VO2=12.5cm3
Par suite, VH2=2×12.5=25
D'où, VH2=25cm3
Exercice 17
Dans un eudiomètre, on mélange 40cm3 de dioxygène et 40cm3 de dihydrogène.
On fait jaillir une étincelle électrique dans le mélange.
1) Montrons qu'il reste un gaz à la fin de l'opération.
Lorsqu'on fait jaillir une étincelle électrique dans le mélange, on va observer simultanément l'apparition d'une flamme sous l'effet du dioxygène suivie d'une détonation provoquée par la présence du dihydrogène.
La réaction qui s'est produite a utilisé des volumes de dioxygène VO2 et de dihydrogène VH2 tels que :
VH2=2VO2
Ainsi, pour faire réagir tout le dioxygène, on aura aussi besoin d'un volume de dihydrogène VH2 tel que :
VH2=2VO2=2×40cm3=80cm3
Or, on ne dispose que de 40cm3 de dihydrogène, dans l'eudiomètre.
Donc, il n'y a pas assez de dihydrogène pour faire réagir en même temps tout le dioxygène du mélange.
Ce qui fait que tout le dioxygène ne va pas réagir.
Et par conséquent, il va encore rester du dioxygène dans l'eudiomètre, à la fin de l'opération.
2) Déterminons le volume du gaz restant.
D'après la question 1), le gaz restant est du dioxygène. Ce qui veut dire que tout le dihydrogène a réagi.
Par suite, le volume de dioxygène réagi VO2(réagi) est tel que :
VH2=2VO2(réagi)
D'où, VO2(réagi)=VH22=40cm32=20cm3
Le volume de dioxygène restant VO2(restant) sera donc donné par :
VO2(restant)=VO2−VO2(réagi)
A.N : VO2(restant)=40−20=20
Ainsi, VO2(restant)=20cm3
Exercice 18
Recopions et complétons les phrases ci-dessous
1) A la pression atmosphérique normale, la vaporisation et la liquéfaction de l'eau pure se produisent à la même température constante égale à 100∘C.
2) La fusion et la solidification de l'eau pure se produisent à la température constante égale à 0∘C.
3) Pour un corps pur, la température d'ébullition et la température de fusion sont des constantes physiques.
Exercice 19
Une chambre fermée a les dimensions suivantes :
Longueur L=3.50m largeur ℓ=3.20m et hauteur h=3.10m.
1) Calculons le volume d'air contenu dans la salle.
Soit V le volume de la salle.
Comme l'air remplit toute la salle alors, le volume d'air Vair contenu dans cette salle sera égal au volume V. On a :
Vair=V=L×ℓ×h
A.N : Vair=3.5×3.20×3.10=34.72
D'où, Vair=34.72m3
2) Déduisons-en les volumes de dioxygène et de diazote contenus dans la salle.
L'air contenu dans la salle étant constitué de 1/5 de dioxygène et 4/5 de diazote alors, on a :
VO2=15VairetVN2=45Vair
A.N : VO2=15×32.72=6.944 et VN2=45×32.72=27.776
Ainsi, VO2=6.944m3 et VN2=27.776m3
Exercice 20
Lorsqu'on sort une bouteille d'eau du réfrigérateur, ses parois extérieures se recouvrent de gouttelettes d'eau (buée).
Expliquons la provenance de cette buée.
Dans le réfrigérateur, la température est très basse. Donc, une bouteille d'eau sortie instantanément de ce réfrigérateur conserve la même température.
Ainsi, la vapeur d'eau contenu dans l'air, au contact avec les parois extérieures de la bouteille, se refroidit puis se condense pour enfin donner ces gouttelettes d'eau (buée).
On dit aussi que la vapeur d'eau contenu dans l'air s'est liquéfiée, au contact des parois extérieures de la bouteille.
Exercice supplémentaire
Exploitation d'un document
L'eau douce est rare dans les contrées désertiques ; or certaines d'entre elles, comme les pays du golfe persique, ont à leur portée d'immenses quantités d'eau de mer.
Cette inépuisable réserve d'eau, hélas, est inutilisable telle quelle, en raison de la présence du sel qui la rend impropre à la consommation et à l'irrigation des terres agricoles.
Aussi a-t-on pensé obtenir de l'eau douce à partir de l'eau de mer.
Le dessalement de l'eau de mer peut être pratiqué dans les usines situées à proximité des rivages.
L'eau de mer d'abord est portée à ébullition, puis la vapeur obtenue est liquéfiée.
1) Donnons un titre à ce texte : Le dessalement de l'eau de mer
2) La technique utilisée pour rendre l'eau de mer propre à l'irrigation est la distillation.
3) Les passages du texte qui relatent les différentes étapes de cette technique sont :
"L'eau de mer d'abord est portée à ébullition, puis la vapeur obtenue est liquéfiée"
4) Après liquéfaction, on obtient un corps pur ; l'eau.
5) Les mesures que l'on doit effectuer pour vérifier la pureté du corps recueilli sont :
− Température d'ébullition
− Température de fusion
− Masse volumique
Les résultats attendus sont :
− Température d'ébullition 100∘C
− Température de fusion 0∘C
− Masse volumique 1000kg.m−3
Commentaires
Anonyme (non vérifié)
mar, 12/05/2023 - 13:07
Permalien
C'est bon bonne continuation
Anonyme (non vérifié)
mar, 12/05/2023 - 13:07
Permalien
C'est bon bonne continuation
MOUSSA FALL (non vérifié)
ven, 12/01/2023 - 21:58
Permalien
Mécanicien automobile
Selle (non vérifié)
mer, 12/27/2023 - 12:59
Permalien
Élève
Pages
Ajouter un commentaire