Devoir 1 semestre 2 Physique-chimie 1re année collège corrigé

Niveau	1re année collège
Matière	Physique-chimie
Semestre	semestre 2
Devoir	Devoir n° 1
Durée	1 heure
Barème	sur 20
Leçons	Mélanges homogènes et hétérogènes, L'eau solvant : dissolution et solution saturée, Techniques de séparation des constituants d'un mélange : décantation, filtration, distillation, Le traitement de l'eau
Programme	Orientations pédagogiques et programmes de l'enseignement de la physique-chimie au cycle secondaire collégial – Ministère de l'Éducation nationale

Devoirs modèles rédigés par l'équipe Wadifa Info, conformes au programme officiel, non officiels.

Énoncé

Définir un mélange homogène et un mélange hétérogène.
Classer les mélanges suivants en mélanges homogènes et mélanges hétérogènes : eau + sable ; eau + sel entièrement dissous ; eau + huile ; eau + sucre entièrement dissous ; eau boueuse ; l'air pur.
On mélange de l'eau et de l'alcool : on obtient un seul liquide ; on mélange de l'eau et de l'huile : on observe deux couches. Décrire chaque cas avec « liquides miscibles » ou « liquides non miscibles », et préciser la position de l'huile par rapport à l'eau.

On dissout entièrement 20 g de sucre dans 250 g d'eau.
- a) Indiquer le solvant et le soluté, puis nommer le mélange obtenu.
- b) Calculer la masse du mélange obtenu en justifiant.
On admet que 100 mL d'eau dissolvent au maximum 36 g de sel de cuisine à la température de la classe.
- a) Calculer la masse maximale de sel que l'on peut dissoudre dans 250 mL d'eau.
- b) On ajoute 100 g de sel à 250 mL d'eau et on agite bien. Qu'observe-t-on ? Calculer la masse de sel non dissous et nommer la solution obtenue.

On dispose d'une eau boueuse et salée prélevée dans une mare.

Ranger dans l'ordre les deux techniques qui permettent d'obtenir une eau limpide : la filtration ; la décantation.
Citer le matériel nécessaire pour réaliser une filtration.
Le filtrat obtenu est-il de l'eau pure ? Justifier.
Quelle technique permet d'obtenir de l'eau pure à partir du filtrat ? Décrire brièvement son principe.
Comment peut-on récupérer le sel contenu dans l'eau salée ?

Ranger les étapes suivantes dans l'ordre où elles se déroulent dans une station de traitement de l'eau potable : la stérilisation au chlore ; la décantation ; l'élimination des gros déchets par des grilles (dégrillage) ; la filtration sur sable.
Pourquoi ajoute-t-on du chlore à l'eau lors de la dernière étape ?
Pourquoi déconseille-t-on de boire de l'eau distillée de façon permanente ?

Afficher le corrigé et le barème

Mélange homogène : mélange dont on ne peut pas distinguer les constituants à l'œil nu. Mélange hétérogène : mélange dont on peut distinguer certains constituants à l'œil nu.
Homogènes : eau + sel dissous ; eau + sucre dissous ; l'air pur. Hétérogènes : eau + sable ; eau + huile ; eau boueuse.
L'eau et l'alcool sont des liquides miscibles ; l'eau et l'huile sont des liquides non miscibles, et l'huile flotte au-dessus de l'eau.

Barème : Q1 : 1 pt (0,5 par définition) ; Q2 : 3 pts (0,5 par mélange) ; Q3 : 1 pt.

- a) Solvant : l'eau ; soluté : le sucre ; mélange obtenu : une solution aqueuse de sucre (mélange homogène).
- b) m = 20 + 250 = 270 g, car la masse se conserve au cours de la dissolution.
- a) 250 mL représentent 2,5 fois 100 mL, donc la masse maximale est : 36 × 250 / 100 = 90 g.
- b) On observe qu'une partie du sel reste au fond du récipient sans se dissoudre. Masse de sel non dissous : 100 − 90 = 10 g. La solution obtenue est une solution saturée.

Barème : Q1 : 2 pts (a : 1 ; b : 1) ; Q2 : 3 pts (a : 1,25 ; b : 1,75).

D'abord la décantation (on laisse reposer le mélange : les particules solides lourdes se déposent au fond, puis on verse doucement l'eau), ensuite la filtration (pour retenir les fines particules solides en suspension).
Un entonnoir, du papier filtre, un bécher ou un erlenmeyer pour recueillir le filtrat, un support.
Non, ce n'est pas de l'eau pure, car il contient encore des substances dissoutes comme le sel ; la filtration ne sépare que les substances non dissoutes.
La distillation : on chauffe le filtrat jusqu'à l'ébullition, l'eau se transforme en vapeur, puis la vapeur se refroidit dans le réfrigérant et se liquéfie ; on recueille l'eau pure (eau distillée), tandis que le sel reste dans le ballon.
Par évaporation de l'eau salée (en la chauffant ou en la laissant au soleil) : l'eau s'évapore et le sel reste.

Barème : Q1 : 1,5 pt ; Q2 : 1 pt ; Q3 : 1 pt ; Q4 : 1,5 pt (nom 0,5 + principe 1) ; Q5 : 1 pt.

Dégrillage → décantation → filtration sur sable → stérilisation au chlore.
Pour détruire les microbes qui peuvent provoquer des maladies, afin que l'eau devienne potable.
Parce que l'eau distillée est de l'eau pure qui ne contient pas les sels minéraux nécessaires au corps humain.

Barème : Q1 : 2 pts (0,5 par étape bien placée) ; Q2 : 1 pt ; Q3 : 1 pt.

Total	20 pts
Exercice 1 : Les mélanges	5 pts
Exercice 2 : La dissolution	5 pts
Exercice 3 : Techniques de séparation des constituants d'un mélange	6 pts
Exercice 4 : Le traitement de l'eau	4 pts

Distinguer à l'œil nu un mélange homogène d'un mélange hétérogène.
Masse de la solution = masse du solvant + masse du soluté.
La filtration ne sépare pas les substances dissoutes ; la distillation donne de l'eau pure.
Citer le matériel utilisé dans chaque technique de séparation.

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