Contrôle n°1 du semestre 1 en physique-chimie – 3e année collège, option française (modèle 1)

1. Répondre par « vrai » ou « faux » :
   1. Tous les métaux sont attirés par l'aimant.
   2. Le cuivre est un métal de couleur rouge brique.
   3. La rouille est une couche imperméable qui protège le fer de la corrosion.
   4. À l'air, il se forme à la surface de l'aluminium une fine couche d'alumine qui le protège.
   5. Le fer ne rouille pas dans l'air humide.
   6. Au cours d'une transformation chimique, la masse totale se conserve.
2. Associer chaque métal à une utilisation adaptée : fer – cuivre – aluminium – zinc
   (a) fils électriques ; (b) carlingues d'avions et canettes ; (c) barres de construction et ponts ; (d) protection du fer (galvanisation) et gouttières.
3. Citer deux méthodes de protection du fer contre la rouille.

On chauffe de la laine de fer jusqu'à l'incandescence, puis on l'introduit dans un flacon rempli de dioxygène. Le fer brûle vivement en projetant des étincelles et il se forme un solide gris foncé : l'oxyde magnétique de fer, de formule Fe₃O₄.
Dans cette expérience, une masse m₁ = 8,4 g de fer a réagi totalement avec une masse m₂ = 3,2 g de dioxygène.

1. Identifier les réactifs et le produit.
2. Écrire le bilan en mots, puis l'équation chimique équilibrée de la réaction.
3. Calculer la masse m₃ d'oxyde magnétique formé, en citant la loi utilisée.
4. Sachant que, dans les conditions de l'expérience, un litre de dioxygène a une masse de 1,43 g, calculer le volume V_O2 de dioxygène consommé.
5. Le dioxygène représente environ 1/5 du volume de l'air. Calculer le volume d'air V_air qui contient ce volume de dioxygène.

Saïd remarque que la vieille théière en cuivre de sa grand-mère est couverte d'une couche verte, alors que les cadres de fenêtres en aluminium sont restés en bon état après de longues années. En classe, le professeur chauffe fortement une plaque de cuivre à l'air : sa surface noircit et il se forme de l'oxyde de cuivre CuO.

1. Comment appelle-t-on la couche verte qui se forme sur le cuivre ? Citer les constituants de l'air responsables de sa formation.
2. Écrire le bilan en mots, puis l'équation équilibrée de la réaction du cuivre avec le dioxygène.
3. L'aluminium Al réagit avec le dioxygène en formant de l'alumine Al₂O₃. Écrire l'équation équilibrée de cette réaction, puis expliquer pourquoi l'aluminium ne se corrode pas en profondeur.
4. Comparer l'alumine et la rouille du point de vue de la protection du métal.