Exercices par capacités · 2nde générale
Dernière mise à jour : 21 juin 2026
Pour chacun des systèmes suivants, indiquer s'il s'agit d'un corps pur ou d'un mélange : eau distillée, eau minérale, dioxygène O₂, air, cuivre pur, sirop de menthe.
Une espèce chimique est un ensemble d'entités toutes identiques. Parmi les propositions suivantes, lesquelles décrivent une seule espèce chimique ? Justifier.
Propositions 1 et 3 : une seule espèce chimique (toutes les entités sont identiques : H₂O dans l'une, CO₂ dans l'autre).
Propositions 2 et 4 : plusieurs espèces chimiques (eau + sel dissous ; diazote + dioxygène + …). Ce sont des mélanges.
Une espèce chimique se reconnaît par ses grandeurs caractéristiques (température d'ébullition, masse volumique…). On mesure les températures d'ébullition (sous pression atmosphérique normale) de quatre liquides incolores.
| Liquide | Température d'ébullition |
|---|---|
| A | 100 °C |
| B | 78 °C |
| C | 100 °C |
| D | 56 °C |
Données : eau pure 100 °C ; éthanol 78 °C ; acétone 56 °C.
Identifier chaque liquide. Quels liquides correspondent à la même espèce chimique ?
A (100 °C) : eau ; B (78 °C) : éthanol ; C (100 °C) : eau ; D (56 °C) : acétone.
Les liquides A et C ont la même température d'ébullition (100 °C) : ils correspondent à la même espèce chimique (l'eau).
Une élève affirme : « Cette eau de source est parfaitement limpide, donc c'est un corps pur. » Cette affirmation est-elle correcte ? Expliquer en distinguant « limpide » et « corps pur ».
L'affirmation est fausse. « Limpide » signifie seulement qu'on ne distingue pas de constituant à l'œil nu (mélange homogène). « Corps pur » signifie une seule espèce chimique.
L'eau de source contient des sels minéraux dissous : c'est un mélange homogène limpide, mais pas un corps pur.
Rappeler la différence entre un corps pur simple et un corps pur composé, puis classer : diazote N₂, eau H₂O, fer Fe, dioxyde de carbone CO₂.
Un corps pur simple est formé d'un seul élément chimique ; un corps pur composé est formé de plusieurs éléments différents.
On donne les formules de plusieurs corps purs. Pour chacun, indiquer combien d'éléments chimiques différents il contient, puis conclure « simple » ou « composé ».
| Corps pur | Formule |
|---|---|
| Dioxygène | O₂ |
| Glucose | C₆H₁₂O₆ |
| Ozone | O₃ |
| Méthane | CH₄ |
| Chlorure de sodium | NaCl |
Le dioxygène O₂ et l'ozone O₃ sont deux corps purs simples formés du même élément (l'oxygène) mais ce sont des espèces chimiques différentes. Expliquer pourquoi ce ne sont pas le même corps pur.
Une espèce chimique est définie par la nature ET le nombre d'atomes assemblés. O₂ est une molécule de deux atomes d'oxygène ; O₃ en compte trois.
Ce sont deux molécules différentes, donc deux espèces chimiques différentes (aux propriétés distinctes), bien qu'elles soient toutes deux des corps purs simples de l'élément oxygène.
Un échantillon contient à la fois des molécules de dioxygène O₂ et des molécules de diazote N₂ (comme dans l'air). Cet échantillon est-il un corps pur simple, un corps pur composé, ou un mélange ? Justifier soigneusement.
C'est un mélange : il contient deux espèces chimiques différentes (O₂ et N₂).
Ce n'est ni un corps pur simple ni un corps pur composé, car un corps pur ne contient qu'une seule espèce chimique. Le classement « simple / composé » ne s'applique qu'aux corps purs.
Indiquer pour chaque mélange s'il est homogène (une seule phase visible) ou hétérogène (au moins deux constituants visibles) : eau salée, eau + huile, air, jus d'orange avec pulpe, eau boueuse.
On observe le bécher schématisé ci-dessous. À l'aide du schéma, dire si le mélange est homogène ou hétérogène et indiquer le nombre de phases.
On distingue deux phases séparées par une limite nette : le mélange est hétérogène. Les deux liquides ne sont pas miscibles.
On verse une cuillère de sucre dans un verre d'eau et on agite jusqu'à dissolution complète.
Le brouillard est constitué de fines gouttelettes d'eau liquide dispersées dans l'air. La vinaigrette bien battue contient de minuscules gouttes d'huile dans le vinaigre. Ces deux systèmes sont-ils homogènes ou hétérogènes ? Justifier.
Les deux sont hétérogènes. Même si les gouttelettes sont très fines, on distingue deux constituants (deux phases : un liquide dispersé dans un autre milieu).
Le brouillard = eau liquide dans l'air ; la vinaigrette battue = huile dans le vinaigre. La vinaigrette finit d'ailleurs par se séparer en deux couches au repos.
Associer chaque situation à la technique de séparation adaptée (décantation, filtration ou distillation) :
Une élève veut séparer le sel d'une eau salée. Elle propose une filtration. Cette technique est-elle adaptée ? Sinon, laquelle proposer ?
La filtration n'est pas adaptée : le sel est dissous, il traverse le filtre avec l'eau (le filtrat resterait salé).
Il faut une évaporation (chauffer pour faire partir l'eau et récupérer le sel solide) ou une distillation (pour récupérer aussi l'eau pure).
On dispose d'un mélange contenant du sel, du sable et de l'eau. Proposer un protocole en deux étapes permettant de récupérer séparément le sable puis le sel.
Étape 1 — Filtration : le sable, insoluble, reste sur le filtre (le résidu). Le filtrat recueilli est de l'eau salée (limpide).
Étape 2 — Évaporation : on chauffe le filtrat ; l'eau s'évapore et le sel reste au fond sous forme solide.
On a ainsi récupéré le sable (étape 1) puis le sel (étape 2).
On réalise la décantation d'un mélange eau + huile dans une ampoule à décanter. La densité de l'huile vaut 0,92 et celle de l'eau vaut 1,0.
| Liquide | Densité |
|---|---|
| Huile | 0,92 |
| Eau | 1,0 |