← Retour au sommaire
Devoir surveillé — Ch04 · Chimie CAP · Durée : 1h · /20
🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer
Socle

Exercice 1 — Atomes, pH et formules (6 points)

  1. (2 pts) Associez chaque formule à son nom :
    H₂O   NaCl   CO₂   C₂H₆O
    Eau   Sel   Dioxyde de carbone   Éthanol
  2. (2 pts) Complétez le tableau :
    Valeur pHCaractèreExemple
    pH = 2
    pH = 7
    pH = 11
  3. (2 pts) On ajoute de l'eau à un décapant de pH 2. Le pH va : ☐ augmenter ☐ diminuer ☐ rester à 2. Expliquez en une phrase.
Correction :
  1. H₂O = Eau / NaCl = Sel / CO₂ = Dioxyde de carbone / C₂H₆O = Éthanol.
  2. pH 2 : acide (décapant) / pH 7 : neutre (eau pure) / pH 11 : basique (savon).
  3. Augmenter. La dilution d'une solution acide rapproche son pH de 7.
Standard

Exercice 1 — Chimie en atelier (8 points)

  1. (2 pts) La formule du formaldéhyde (présent dans certaines colles à bois) est CH₂O. Combien d'atomes de chaque élément contient cette molécule ? Quelle est la formule de l'eau de Javel (NaClO) ? Combien d'atomes au total ?
  2. (2 pts) Un nettoyant d'atelier a un pH de 9. Un décapant pour bois a un pH de 2. Lequel est acide ? Lequel est basique ? Ces produits sont-ils dangereux pour la peau ? Justifiez.
  3. (2 pts) On prépare 1,5 L d'une solution de nettoyage à concentration massique \(C_m = 20\) g/L. Quelle masse de produit faut-il peser ?
  4. (2 pts) On dissout 36 g de produit désinfectant dans 0,4 L d'eau. Calculez la concentration massique.
Correction :
  1. CH₂O : 1 C, 2 H, 1 O = 4 atomes. NaClO : 1 Na, 1 Cl, 1 O = 3 atomes.
  2. Décapant pH 2 : acide. Nettoyant pH 9 : basique. Un décapant très acide (pH 2) est corrosif pour la peau. Le nettoyant à pH 9 est peu agressif mais les deux nécessitent des gants.
  3. \(m = C_m × V = 20 × 1{,}5 = 30\) g.
  4. \(C_m = m/V = 36/0{,}4 = 90\) g/L.
Approfondissement

Exercice 1 — Analyse chimique d'un produit d'atelier (6 points)

Un ébéniste utilise un décapant acide contenant de l'acide phosphorique (H₃PO₄). La solution mère est à \(C_m = 500\) g/L. Il veut préparer 2 L de solution de travail à 25 g/L.

  1. (2 pts) Interprétez la formule H₃PO₄ : nombre et nature des atomes. Quelle est la nature ionique de cet acide en solution ? (des ions H⁺ sont-ils libérés ?)
  2. (2 pts) Calculez le volume \(V_1\) de solution mère à prélever. (Relation : \(C_{m1} × V_1 = C_{m2} × V_2\).)
  3. (2 pts) Rédigez le protocole de dilution pour réaliser cette préparation de façon sécurisée, en respectant la règle absolue pour les acides.
Correction :
  1. H₃PO₄ : 3 atomes H, 1 atome P, 4 atomes O = 8 atomes au total. En solution, H₃PO₄ libère des ions H⁺ (cations) → solution acide.
  2. \(V_1 = (C_{m2} × V_2)/C_{m1} = (25 × 2)/500 = 0{,}1\) L = 100 mL.
  3. Protocole : (a) remplir une fiole jaugée de 2 L à moitié avec de l'eau distillée ; (b) prélever 100 mL de solution mère avec une pipette ; (c) verser l'acide dans l'eau (JAMAIS l'inverse → exothermique) ; (d) compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge 2 L ; (e) boucher et agiter par retournements. Porter gants et lunettes.

Exercice 2 commun — Classification périodique (6 points)

En atelier, on rencontre les éléments suivants : Cuivre (Cu), Fer (Fe), Calcium (Ca), Chlore (Cl), Carbone (C), Sodium (Na).

  1. (3 pts) Classez ces éléments en deux catégories : métaux / non-métaux. Justifiez pour le cuivre et le carbone.
  2. (2 pts) La rouille est de l'oxyde de fer : Fe₂O₃. Combien d'atomes de chaque élément ? Quel est le nombre total d'atomes dans cette molécule ?
  3. (1 pt) Le plâtre est du sulfate de calcium (CaSO₄). Dénombrez les atomes de chaque élément.
Correction :
  1. Métaux : Cu, Fe, Ca, Na (conducteurs électriques, éclat métallique). Non-métaux : Cl, C. Cuivre : métal (câbles électriques, tuyauterie). Carbone : non-métal (bois, plastiques, CO₂).
  2. Fe₂O₃ : 2 Fe + 3 O = 5 atomes au total.
  3. CaSO₄ : 1 Ca, 1 S, 4 O = 6 atomes au total.